SQL è un linguaggio di programmazione?

Se lavori in un settore ricco di dati, avrai sicuramente sentito parlare di database. Un modo molto comune per accedere ai dati archiviati in un database è tramite SQL. In questo articolo scoprirai di più su SQL. Ma invece di tuffarci subito in sintassi e terminologia, passeremo in rassegna alcuni concetti chiave dell’informatica che ci aiuteranno a rispondere alla domanda: SQL è un linguaggio di programmazione?

Cos’è SQL?

Partiamo definendo cos’è un database. In poche parole, un database è un sistema di archiviazione per conservare i tuoi dati strutturati. Inoltre, un sistema di gestione di database (DBMS) funge da interfaccia tra il database e i suoi utenti finali o i programmi. Puoi approfondire questa relazione nel corso Database Design di DataCamp.

Il tipo più comune di DBMS è il sistema di gestione di database relazionali (RDBMS), dove archiviamo dati strutturati, cioè dati che incorporano relazioni tra entità e variabili. Queste entità e variabili sono organizzate come un insieme di tabelle con colonne e righe. 

I dati in un RDBMS sono archiviati in un oggetto del database chiamato tabella. Un database contiene spesso più tabelle. Ogni tabella è identificata da un nome univoco e contiene una raccolta di dati correlati strutturati in righe e colonne. Le colonne in una tabella sono dette campi e contengono i valori per una proprietà specifica della tabella. Ogni riga in una tabella è detta record. 

SQL, pronunciato “S-Q-L” o “sequel”, sta per Structured Query Language. SQL è usato nella programmazione ed è progettato per gestire i dati archiviati in un RDBMS tramite le query SQL. 

Una query non è altro che un’istruzione composta da vari comandi SQL che insieme svolgono un’attività specifica per accedere, gestire, modificare, aggiornare, controllare e organizzare i tuoi dati. Questa definizione di query ricorda molto un “programma”; significa che SQL è un linguaggio di programmazione? 

Capiremo meglio cosa si intende per linguaggio di programmazione nella prossima sezione.

Cos’è un linguaggio di programmazione?

Un linguaggio di programmazione consiste in un insieme predefinito di vocaboli e regole grammaticali. Questo linguaggio può quindi istruire un computer o un dispositivo di calcolo a eseguire attività specifiche. 

Esistono molti tipi diversi di linguaggi di programmazione, ciascuno con caratteristiche e finalità proprie. Tuttavia, in generale, possono essere suddivisi in due gruppi: linguaggi di programmazione di basso livello e di alto livello. 

I linguaggi di programmazione più vicini al codice macchina o al binario (1 e 0) sono detti di basso livello. 

I linguaggi di basso livello sono spesso difficili da leggere per le persone perché sono strutturati per scrivere istruzioni come “pensa” una macchina. Restano comunque più comprensibili rispetto ai puri 1 e 0. 

Perché usare un linguaggio di basso livello? Perché sono veloci! E danno al programmatore un controllo più preciso su come funzionerà l’hardware del computer. 

D’altra parte, i linguaggi di alto livello sono più vicini al modo in cui comunicano gli esseri umani. Usano parole nelle loro istruzioni simili alle lingue che adoperiamo nella vita quotidiana, rendendoli più facili da programmare e mantenere. Lo svantaggio è che richiedono più tempo per essere tradotti in codice macchina comprensibile al computer.

Ma man mano che i computer diventano più potenti, la differenza di prestazioni tra linguaggi di basso e alto livello è spesso nell’ordine dei millisecondi. Ecco perché la maggior parte delle offerte di lavoro in ambito programmazione richiede competenze in linguaggi di alto livello.

Cos’è la completezza di Turing?

Per misurare la potenza di un linguaggio di programmazione, gli informatici usano spesso il concetto di completezza di Turing. Prende il nome da Alan Turing, un informatico che nel 1936 propose la macchina di Turing. Questa divenne la base delle teorie sull’informatica e i computer. 

La macchina di Turing era un dispositivo che stampava simboli su un nastro di carta in modo da emulare una persona che segue istruzioni logiche.

I linguaggi di programmazione sono sistemi formali di regole che accedono e modificano i dati. Se le regole possono simulare l’ipotetica macchina di Turing, si dice che le regole sono "Turing complete". Un sistema Turing completo può essere dimostrato matematicamente in grado di eseguire qualsiasi calcolo possibile.

Ti consigliamo vivamente di guardare questo video di Computerphile per saperne di più sulle macchine di Turing e sui video successivi dedicati al concetto di completezza di Turing.

Linguaggio di programmazione general purpose vs. linguaggio specifico di dominio

SQL ha un insieme predefinito di parole chiave e segue una sintassi rigorosa. Per iniziare a programmare in SQL, dai un’occhiata al corso Introduction to SQL di DataCamp, dove partiamo dalla selezione e dal filtraggio di record e campi per poi passare alle funzioni di aggregazione, all’ordinamento e al raggruppamento.

Dalla definizione di linguaggio di programmazione come insieme di vocaboli e sintassi specifica, SQL rientra sicuramente nella categoria. Tuttavia, non è un General Purpose Language (GPL), bensì un Domain-Specific Language (DSL). 

Un linguaggio specifico di dominio è un linguaggio informatico creato appositamente per risolvere problemi in un determinato ambito e non è pensato per risolvere problemi al di fuori di esso. 

Vengono costruiti con obiettivi specifici di progettazione e implementazione. Ad esempio, SQL è stato creato specificamente per lavorare con i database, per interrogarli e operare sui dati in essi contenuti. Non puoi creare un’intera applicazione usando solo SQL. 

Un altro esempio di DSL sono i Cascading Style Sheets - conosciuti come CSS, usati per lo stile dell’HTML sui siti web.

I DSL si contrappongono ai General Purpose Language (GPL), che sono ampiamente applicabili a diversi domini. Sono progettati per permetterti di scrivere qualsiasi tipo di programma con la logica di cui hai bisogno. 

Con un GPL puoi creare tutti i tipi di applicazioni, incluse app desktop, mobile o web. Tra i GPL più usati ci sono Python, C++, Ruby, Java e JavaScript.

In linea generale, i DSL sono meno potenti dei GPL. Tuttavia, questo comporta un certo vantaggio. Grazie al suo ambito applicativo ristretto, SQL è relativamente più facile da imparare rispetto alla maggior parte dei linguaggi di programmazione general purpose. 

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Quindi, SQL è un linguaggio di programmazione?

La completezza di Turing, come detto prima, è un’indicazione della potenza di un linguaggio di programmazione. Più un linguaggio è potente, più calcoli complessi può eseguire. Con l’introduzione delle common table expressions (CTE) e delle funzioni finestra in SQL, possiamo eseguire calcoli ricorsivi e gerarchici con SQL, rendendolo ancora più potente e qualificandolo come Turing completo.

Tuttavia, lo Standard SQL ha impiegato molto tempo ad aggiungere le funzionalità per query gerarchiche e ricorsive. Pertanto alcuni RDBMS più vecchi e tradizionali potrebbero non qualificarsi come Turing completi.

Abbiamo anche visto come un linguaggio di programmazione general purpose sia diverso da uno specifico di dominio. Quando le persone dicono “linguaggio di programmazione”, spesso intendono “linguaggio di programmazione general purpose”, il che può essere fonte di confusione. 

Quindi, quanto alla definizione corretta di linguaggio di programmazione, SQL è un linguaggio di programmazione specifico di dominio che è Turing completo. Dunque SQL si qualifica come linguaggio di programmazione.

Per chi conosce già le basi di SQL e vuole fare un passo avanti iniziando con le funzioni finestra, prova il corso interattivo di DataCamp su PostgreSQl Summary Stats and Window Functions. Imparerai a creare query per finalità analitiche e di data engineering con le funzioni finestra, l’arma segreta di SQL!

I diversi tipi di SQL

Avrai sentito parlare dei diversi tipi o dialetti di SQL: T-SQL, PostgreSQL, MySQL, ecc. Ma ti starai chiedendo cosa sono e perché esistono? Diamo un’occhiata a una breve storia di SQL. 

Edgar Frank Codd, informatico britannico che lavorava in IBM, pubblicò nel 1970 un articolo intitolato “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”. È in questa occasione che inventò il modello relazionale per la gestione dei database, che da allora ha rappresentato la base teorica per i database relazionali e i sistemi di gestione di database relazionali. 

Successivamente, alla fine degli anni ’80 si lavorò per creare uno standard ufficiale per SQL. 

SQL è diventato uno standard dell’American National Standards Institute (ANSI) nel 1986 e dell’International Organization for Standardization (ISO) nel 1987. Lo standard SQL è stato rivisto più volte dagli anni ’80, anche se le funzionalità di base dello standard sono stabili dal 1992.

Tuttavia, sono continuate a emergere nuove varianti, poiché gli implementatori di database in aziende diverse dovevano risolvere nuovi problemi o aggirarne di esistenti non affrontati dallo standard SQL. Questo spiega perché sono comparsi e coesistono ancora oggi più dialetti SQL.

Oggi esiste un solo linguaggio SQL, ma i diversi sistemi di gestione di database hanno esteso lo standard originale per aggiungere funzionalità proprie o adattare la sintassi al loro modo di funzionare. Così facendo, hanno dato vita a una varietà di dialetti SQL. 

Puoi leggere di più su questi dialetti nel nostro articolo dal titolo eloquente ‘SQL Server, PostgreSQL, MySQL... qual è la differenza? Da dove comincio?’

Con quale dialetto SQL iniziare?

Ti suggeriamo di iniziare con PostgreSQL. 

PostgreSQL è un potente sistema di database oggetto-relazionale open source che utilizza ed estende il linguaggio SQL.  Ha anche diverse funzionalità che archiviano e scalano in sicurezza i carichi di lavoro di dati più complessi.

È quello più vicino allo standard SQL ed è un dialetto ampiamente utilizzato. Iniziare con PostgreSQL ti darà lo strumento più flessibile per adattarti in seguito ad altri dialetti SQL e trasferire le tue competenze su altri RDBMS. 

Il corso di DataCamp Functions for Manipulating Data in PostgreSQL è un ottimo corso intermedio e interattivo per metterti sulla strada giusta.

SQL e linguaggi procedurali

Dunque, sappiamo che SQL non è un linguaggio di programmazione general purpose. Tuttavia, puoi combinare SQL con linguaggi procedurali per imitare alcuni comportamenti tipici dei GPL. Così facendo, diventa tecnicamente possibile usare SQL in un dominio diverso da quello previsto.

I linguaggi procedurali sono linguaggi di programmazione che prevedono specificamente l’uso di funzioni, istruzioni condizionali e variabili per scrivere programmi riconoscibili dai computer al fine di ottenere un certo output computazionale.

Tutti i sistemi di gestione di database (DBMS) accettano uno o più dialetti di linguaggi procedurali. Alcuni esempi includono: 

Procedural Language for SQL (PL/SQL)

Questa è un’estensione di SQL creata da Oracle Corporation. Analogamente ai linguaggi di programmazione general purpose, PL/SQL consente condizioni e cicli. Con PL/SQL puoi anche dichiarare costanti, variabili, tipi di variabili, trigger, procedure e funzioni.

Procedural Language/PostgreSQL (PL/pgSQL) 

Questo è un linguaggio procedurale supportato dal sistema di gestione di database oggetto-relazionale open source PostgreSQL. È molto simile al PL/SQL di Oracle descritto sopra e include elementi come cicli e condizioni. Consente funzioni definite dall’utente e anche operatori ereditabili. 

Transact-SQL (T-SQL)

Questa è un’estensione di programmazione di Sybase e Microsoft che permette la dichiarazione di variabili locali. Ha anche modificato le istruzioni DELETE e UPDATE tradizionali dello standard SQL. Include controllo delle transazioni, gestione di eccezioni ed errori. È usata in Microsoft SQL Server, un database molto diffuso.

Grazie all’uso di tali estensioni, SQL può comportarsi in modo simile a un GPL, rendendolo una competenza ancora più potente e fondamentale da imparare!

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Speriamo di averti convinto che SQL non è solo un linguaggio di programmazione, ma un linguaggio di programmazione potente che ti aiuta a ottenere il massimo dai tuoi dati! 

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Buono studio!