SQL là Structured Query Language, một ngôn ngữ tiêu chuẩn được dùng để quản lý và tương tác với các cơ sở dữ liệu quan hệ (Relational Database). Nắm vững SQL là kỹ năng cốt lõi cho bất kỳ ai làm việc với dữ liệu, từ các lập trình viên, chuyên viên phân tích dữ liệu đến quản trị viên hệ thống. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện để hiểu SQL là gì, từ các loại lệnh và câu lệnh SQL và ưu điểm nổi bật.

SQL là gì?

SQL, hay Ngôn ngữ Truy vấn Có cấu trúc, là ngôn ngữ lập trình được thiết kế để quản lý và thao tác dữ liệu được lưu trữ trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS). Nó cho phép bạn truy vấn, cập nhật, chèn và xóa dữ liệu, cũng như định nghĩa và kiểm soát cấu trúc của cơ sở dữ liệu.

Ngôn ngữ SQL ra đời từ những năm 1970 và hiện vẫn là tiêu chuẩn vàng trong ngành công nghiệp dữ liệu.

SQL làm được những gì?

SQL không chỉ đơn thuần là công cụ truy vấn. Nó là một hệ thống mạnh mẽ cho phép bạn thực hiện hàng loạt các tác vụ quản trị và xử lý dữ liệu. Với SQL, bạn có thể:

• Truy vấn dữ liệu: Lấy thông tin từ một hoặc nhiều bảng trong cơ sở dữ liệu. Ví dụ, bạn có thể lấy danh sách tên và tuổi của tất cả khách hàng.
• Thao tác dữ liệu: Thêm, xóa, hoặc cập nhật dữ liệu hiện có. Điều này giúp quản lý dữ liệu một cách linh hoạt.
• Định nghĩa cấu trúc dữ liệu: Tạo mới, chỉnh sửa, hoặc xóa các đối tượng trong cơ sở dữ liệu như bảng, khung nhìn (views) và chỉ mục (indexes).
• Kiểm soát quyền truy cập: Phân quyền cho người dùng, đảm bảo rằng chỉ những người được phép mới có thể truy cập hoặc thay đổi dữ liệu nhạy cảm.

Các thành phần chính của hệ thống SQL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (còn được gọi là hệ thống SQL) bao gồm nhiều thành phần, trong đó có:

• Cơ sở dữ liệu (Databases): Kho lưu trữ dữ liệu dạng số, dùng để lưu trữ, quản lý và bảo mật các tập hợp dữ liệu đã được tổ chức.
• Bảng cơ sở dữ liệu (Database tables): Dữ liệu được định dạng theo hàng (rows) và cột (columns); mỗi bảng chứa thông tin về một loại thực thể cụ thể.
• Câu lệnh SQL (SQL queries): Các chỉ thị được viết bằng ngôn ngữ SQL để thao tác dữ liệu trong cơ sở dữ liệu quan hệ.
• Ràng buộc SQL (SQL constraints): Các quy tắc kiểm soát dữ liệu trong các cột hoặc bảng, giúp đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu.
• Thủ tục lưu trữ (Stored procedures): Các lệnh SQL được lưu lại để tái sử dụng nhiều lần.
• Giao dịch (Transactions): Một hoặc nhiều lệnh SQL được gộp lại thành một đơn vị công việc hoặc thao tác duy nhất.
• Kiểu dữ liệu (Data types): Các quy tắc xác định loại dữ liệu có thể được lưu trữ trong một cột.
• Chỉ mục (Indexes): Một đối tượng trong cơ sở dữ liệu giúp tăng tốc độ truy xuất dữ liệu bằng cách giảm số lần truy cập ổ đĩa cần thiết khi thực hiện truy vấn.
• Khung nhìn (Views): Các bảng ảo dựa trên câu lệnh SQL, giúp đơn giản hóa truy vấn phức tạp và tăng cường bảo mật bằng cách hạn chế quyền truy cập vào dữ liệu gốc.
• Bảo mật và phân quyền (Security and permissions): Các chức năng quản lý quyền truy cập của người dùng, cùng với cơ chế sao lưu và khôi phục nhằm bảo vệ dữ liệu khỏi mất mát hoặc hư hỏng.

SQL hoạt động ra sao?

Khi bạn gửi một câu lệnh SQL, máy chủ cơ sở dữ liệu sẽ tiếp nhận, xử lý và trả lại kết quả. Quá trình này diễn ra qua nhiều thành phần phần mềm khác nhau, gồm các bước sau:

1. Trình phân tích cú pháp (SQL Parser)

Bước đầu tiên là token hóa – tức thay thế một số từ trong câu lệnh SQL bằng các ký hiệu đặc biệt. Tiếp đó, hệ thống sẽ kiểm tra câu lệnh dựa trên các yếu tố:

Kiểm tra tính chính xác

Trình phân tích cú pháp sẽ đảm bảo câu lệnh SQL tuân thủ đúng cú pháp và quy tắc ngữ nghĩa. Ví dụ: kiểm tra xem câu lệnh có kết thúc bằng dấu chấm phẩy hay không. Nếu thiếu, hệ thống sẽ báo lỗi ngay.

Xác thực quyền truy cập

Bên cạnh cú pháp, parser còn xác minh quyền của người dùng. Chẳng hạn, chỉ quản trị viên mới được phép thực hiện lệnh xóa dữ liệu.

2. Công cụ xử lý truy vấn (Query Processor)

Công cụ này sẽ tạo ra kế hoạch tối ưu để đọc, ghi hoặc cập nhật dữ liệu. Nó có thể tận dụng lại các phương pháp xử lý đã dùng trước hoặc xây dựng phương pháp mới. Kế hoạch đó được viết dưới dạng mã byte – một dạng trung gian của câu lệnh SQL giúp hệ thống tìm kiếm và thao tác dữ liệu nhanh hơn.

3. Công cụ lưu trữ dữ liệu (Storage Engine)

Cuối cùng, công cụ lưu trữ sẽ nhận mã byte, thực thi câu lệnh và làm việc trực tiếp với các tệp dữ liệu trên ổ cứng. Sau khi hoàn tất, kết quả sẽ được trả về cho ứng dụng hoặc người dùng đã gửi truy vấn.

Các loại lệnh SQL

SQL được chia thành 5 loại lệnh chính, mỗi loại phục vụ một mục đích cụ thể. Các câu lệnh SQL thường được chia thành các nhóm sau:

• Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (Data Definition Language – DDL)
• Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (Data Manipulation Language – DML)
• Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu (Data Control Language – DCL)
• Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu (Data Query Language – DQL)
• Ngôn ngữ điều khiển giao dịch (Transaction Control Language – TCL)

Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL)

DDL dùng để quản lý các đối tượng trong cơ sở dữ liệu như bảng (tables), khung nhìn (views) và chỉ mục (indexes). Nó định nghĩa cấu trúc, cách tổ chức dữ liệu được lưu trữ, cũng như các mối quan hệ giữa các mục dữ liệu.

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML)

DML dùng để quản lý dữ liệu trong cơ sở dữ liệu thông qua các thao tác như INSERT, UPDATE và OUTER JOIN — dùng để thêm mới, chỉnh sửa và kết hợp dữ liệu.

Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu (DCL)

DCL điều khiển quyền truy cập dữ liệu bằng các câu lệnh như GRANT (cấp quyền) và REVOKE (thu hồi quyền). Nó có thể giới hạn khả năng của người dùng trong việc truy xuất, thêm hoặc chỉnh sửa dữ liệu.

Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu (DQL)

DQL được dùng để thực hiện truy vấn dữ liệu nhằm lấy thông tin, thường sử dụng câu lệnh SELECT. Nó có thể truy xuất các mục dữ liệu cụ thể hoặc một phạm vi dữ liệu nhất định.

Ngôn ngữ điều khiển giao dịch (TCL)

TCL quản lý các thay đổi trong giao dịch nhằm đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu, đồng thời hỗ trợ các thao tác ROLLBACK (hoàn tác thay đổi) và COMMIT (lưu thay đổi). TCL được sử dụng để phối hợp việc chia sẻ dữ liệu giữa nhiều người dùng truy cập đồng thời.

Các câu lệnh SQL phổ biến

Nếu phải tìm kiếm dữ liệu trong một cơ sở dữ liệu lớn mà không dùng SQL, bạn sẽ tốn rất nhiều thời gian để lọc và xác định thông tin cần thiết. SQL cung cấp các câu lệnh giúp bạn thao tác nhanh chóng và chính xác với dữ liệu.

SELECT – Lấy dữ liệu từ bảng

Câu lệnh SELECT cho phép bạn truy xuất dữ liệu từ bảng theo cột mà bạn chọn. Nhờ đó, bạn có thể nhanh chóng tìm được tập hợp dữ liệu phù hợp với yêu cầu mà không cần mất thời gian tìm kiếm thủ công.

INSERT – Thêm dữ liệu mới

Với INSERT, bạn có thể thêm bản ghi mới vào bảng. Giống như SELECT, bạn cũng có thể chỉ định nhiều cột để nhập dữ liệu, giúp việc quản lý thông tin trở nên linh hoạt hơn.

DELETE – Xóa bản ghi

DELETE đúng như tên gọi, dùng để xóa các bản ghi đã có trong bảng. Bạn có thể chỉ định điều kiện để xóa chính xác những hàng dữ liệu mong muốn.

CREATE – Tạo cơ sở dữ liệu hoặc bảng

CREATE DATABASE là câu lệnh đầu tiên khi bắt đầu xây dựng cơ sở dữ liệu, cho phép bạn tạo mới một database trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Sau đó, CREATE TABLE sẽ được dùng để tạo bảng mới bên trong cơ sở dữ liệu vừa tạo.

UPDATE – Cập nhật dữ liệu

Câu lệnh UPDATE giúp bạn chỉnh sửa một hoặc nhiều bản ghi. Bạn có thể cập nhật toàn bộ dữ liệu hoặc áp dụng điều kiện để chỉ thay đổi những phần nhất định.

Ưu điểm nổi bật của SQL 

Tại sao SQL lại phổ biến đến vậy? Dưới đây là những ưu điểm nổi bật:

• Tính tiêu chuẩn và phổ biến: SQL là tiêu chuẩn ANSI/ISO, được hỗ trợ bởi hầu hết các hệ quản trị CSDL quan hệ (RDBMS) như MySQL, SQL Server, PostgreSQL, Oracle. Điều này giúp các lập trình viên dễ dàng chuyển đổi giữa các nền tảng.
• Hiệu suất cao: SQL được thiết kế để xử lý lượng lớn dữ liệu một cách hiệu quả. Các RDBMS có các bộ tối ưu hóa truy vấn (query optimizer) giúp tìm ra cách thực thi câu lệnh nhanh nhất.
• Dễ học: Cú pháp của SQL sử dụng tiếng Anh tự nhiên, giúp người mới học dễ dàng tiếp cận và hiểu. Bạn không cần phải có nền tảng lập trình quá vững chắc để bắt đầu.
• Tính toàn vẹn dữ liệu: SQL và các RDBMS tuân thủ các quy tắc về tính toàn vẹn dữ liệu thông qua khóa chính, khóa ngoại và các ràng buộc (constraints), đảm bảo dữ liệu luôn chính xác và nhất quán.

Sự khác nhau giữa SQL và NoSQL

Trong kỷ nguyên Big Data, NoSQL (Not Only SQL) đã nổi lên như một giải pháp thay thế. Vậy đâu là sự khác biệt chính?

Sự khác nhau chính giữa SQL và NoSQL như sau:

SQL

SQL là ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc dùng cho các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS), SQL lưu trữ dữ liệu trong các bảng có schema cố định, mỗi bảng gồm các cột được định nghĩa trước, đảm bảo tính nhất quán dữ liệu cao.

SQL thường mở rộng theo chiều dọc (nâng cấp phần cứng máy chủ) và phù hợp với dữ liệu có cấu trúc rõ ràng, mối quan hệ logic xác định được giữa các bảng.

NoSQL

NoSQL không sử dụng ngôn ngữ truy vấn chuẩn chung mà tùy theo từng hệ có các kiểu truy vấn riêng (như JSON-like query của MongoDB). NoSQL lưu trữ dữ liệu theo nhiều kiểu khác nhau như key-value, document, column, graph, rất linh hoạt cho dữ liệu phi cấu trúc hoặc bán cấu trúc.

NoSQL mở rộng dễ dàng theo chiều ngang (thêm nhiều máy chủ) và phù hợp với dữ liệu phân cấp hoặc thay đổi nhanh, ít ràng buộc về schema.

SQL ưu tiên độ chính xác và tính nhất quán cao cho dữ liệu có cấu trúc, phù hợp các hệ thống giao dịch truyền thống, còn NoSQL ưu tiên tính linh hoạt, mở rộng và hiệu năng với dữ liệu phi cấu trúc hoặc thay đổi liên tục trong các ứng dụng hiện đại.

Bảng so sánh cơ bản giữa SQL và NoSQL: