ISOIEC 9075-22023 信息技术.数据库语言SQL.第2部分基础（SQLFoundation）标准立项发展报告

信息技术数据库语言SQL第2部分：基础（SQL/Foundation）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—DatabaseLanguagesSQL—Part2:Foundation(SQL/Foundation)摘要随着数字化转型的深入推进，数据库作为信息系统的核心基础设施，其标准化工作对保障数据互操作性、系统兼容性和产业生态健康发展具有举足轻重的作用。结构化查询语言（SQL）自诞生以来，历经四十余年发展，已成为关系型数据库领域无可争议的国际标准语言。ISO/IEC9075系列标准由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合制定，是全球数据库技术领域最重要的基础性标准之一。本报告围绕ISO/IEC9075-2:2023《信息技术数据库语言SQL第2部分：基础（SQL/Foundation）》的立项背景、技术内容、修订历程及应用价值展开系统阐述。该标准定义了SQL语言的核心数据对象定义、数据操纵、数据查询、事务处理及安全机制等基础功能，是全部SQL系列标准的逻辑基石。本报告深入分析了该标准在数据类型体系完善、行模式识别（ROWPatternRecognition）、增强型多态表函数（PolymorphicTableFunctions）等方面的技术演进，总结了其对数据库产品研发、应用系统开发、数据治理及人才培养的深远影响，并展望了SQL标准在云原生数据库、分布式架构及人工智能融合等新兴领域的演进方向。本报告旨在为标准使用者、数据库厂商、科研机构及行业管理部门提供全面、权威的参考依据。关键词：SQL标准；ISO/IEC9075-2；数据库语言；SQL/Foundation；数据标准化；关系数据库；查询语言Keywords:SQLStandard;ISO/IEC9075-2;DatabaseLanguages;SQL/Foundation;DataStandardization;RelationalDatabase;QueryLanguage一、引言1.1标准化背景信息化社会的数据规模呈指数级增长，数据已成为数字经济时代最重要的生产要素。根据国际数据公司（IDC）的预测，2025年全球数据总量将达到175ZB（泽字节），数据管理技术的标准化、规范化程度直接关系到数据价值的释放效率。数据库管理系统（DBMS）作为数据存储、管理与分析的核心平台，其语言标准的统一与完善具有重大的战略意义。结构化查询语言（StructuredQueryLanguage，SQL）最早由IBM公司的DonaldD.Chamberlin和RaymondF.Boyce于1974年提出，最初命名为SEQUEL（StructuredEnglishQueryLanguage）。1986年，美国国家标准学会（ANSI）发布了首个SQL标准——SQL-86，随后国际标准化组织（ISO）于1987年采纳该标准为国际标准。此后，SQL标准历经SQL-89、SQL-92、SQL:1999、SQL:2003、SQL:2008、SQL:2011、SQL:2016以及SQL:2023等多次重大修订，逐步发展成为一个内容丰富、结构完整、覆盖面广的数据库语言标准体系。1.2SQL标准体系结构ISO/IEC9075系列标准采用多部分结构，各部分的组织架构如下：-ISO/IEC9075-1（框架）：定义SQL标准的概念框架和整体架构。-ISO/IEC9075-2（基础/SQL/Foundation）：定义SQL语言的核心语法和功能，包括数据定义、数据操纵、事务控制、安全机制等。-ISO/IEC9075-3（调用级接口/SQL/CLI）：定义应用程序调用SQL数据库的接口规范。-ISO/IEC9075-4（持久化存储模块/SQL/PSM）：定义存储过程和函数等持久化模块。-ISO/IEC9075-9（外部数据管理/SQL/MED）：定义对外部数据的访问和管理。-ISO/IEC9075-10（对象语言绑定/SQL/OLB）：定义SQL与编程语言的对象绑定。-ISO/IEC9075-11（信息与定义模式/SQL/Schemata）：定义元数据管理的模式信息。-ISO/IEC9075-13（Java程序语言绑定/SQL/JRT）：定义SQL与Java的例程和类型绑定。-ISO/IEC9075-14（XML相关规范/SQL/XML）：定义SQL与XML的映射与交互。-ISO/IEC9075-15（多维数组/SQL/MDA）：定义多维数组数据的存储与查询。-ISO/IEC9075-16（属性图查询/SQL/PGQ）：定义属性图数据模型和图查询能力。其中，第2部分（SQL/Foundation）处于标准体系的核心地位，它定义了所有其他部分所依赖的基础语言能力和语义规则。没有SQL/Foundation的统一规范，其他扩展部分便无从谈起。1.3本次修订的背景ISO/IEC9075-2:2023是继2016版之后的最新修订版本，于2023年6月1日正式发布。该版本的出台处于全球数据库产业格局深刻变革的关键时期：一方面，云原生数据库、分布式数据库、HTAP（混合事务/分析处理）数据库等新型架构不断涌现；另一方面，数据要素市场化配置和数据基础制度建设的需求日趋迫切。在此背景下，SQL标准的持续演进不仅是技术发展的必然要求，更是产业生态协同创新的重要保障。二、标准核心技术内容2.1标准适用范围与定位ISO/IEC9075-2:2023定义了SQL语言的基础功能，其核心范围包括但不限于以下方面：1.模式（Schema）定义与操作：包括CREATESCHEMA、DROPSCHEMA及模式对象的管理规则。2.数据定义语言（DDL）：涵盖CREATE、ALTER、DROP等语句，适用于表（Table）、视图（View）、域（Domain）、约束（Constraint）、触发器（Trigger）等数据库对象的定义与维护。3.数据操纵语言（DML）：包括INSERT、UPDATE、DELETE等数据操作语句，以及核心的SELECT查询语句及其扩展能力。4.数据控制语言（DCL）：涵盖GRANT、REVOKE等权限管理语句，定义了SQL安全模型和自主访问控制机制。5.事务管理：包括STARTTRANSACTION、COMMIT、ROLLBACK等事务控制语句，以及隔离级别（IsolationLevel）的定义。6.数据类型体系：定义数值类型（NUMERIC、DECIMAL、INTEGER等）、字符串类型（CHARACTER、CHARACTERVARYING等）、二进制类型、日期时间类型（DATE、TIME、TIMESTAMP）、布尔类型（BOOLEAN）、区间类型（INTERVAL）、集合类型（ARRAY、MULTISET）、结构化类型（StructuredType）、引用类型（REF）等完整的数据类型体系。7.谓词与条件表达式：包括比较谓词、BETWEEN谓词、IN谓词、LIKE谓词、NULL判断、EXISTS谓词、量化比较谓词等。8.标量函数与聚合函数：定义了一系列内置函数，包括字符串函数、数值函数、日期时间函数、CAST函数、CASE表达式、聚合函数（COUNT、SUM、AVG、MIN、MAX）及窗口函数（WindowFunction）。9.连接操作：支持INNERJOIN、LEFT/RIGHTOUTERJOIN、FULLOUTERJOIN、CROSSJOIN等各类连接语义。10.集合操作：UNION、INTERSECT、EXCEPT等集合运算及对应的多重集（Multiset）语义。11.通用表表达式（CommonTableExpression，CTE）：支持WITH子句及递归查询。12.动态SQL：定义动态SQL语句的构造、准备、执行及描述信息检索。13.连接管理：定义数据库连接的建立、切换和终止规则。2.22023版本的主要技术更新相比于ISO/IEC9075-2:2016，2023版在以下关键领域实现了重要技术突破：（1）行模式识别（RowPatternRecognition）该特性允许在SQL查询中对有序数据序列进行模式匹配和识别，为金融数据分析（如K线形态识别）、物联网时序数据处理（如异常行为检测）、日志分析（如攻击特征匹配）等场景提供了标准的声明式语法支持。行模式识别通过`MATCH_RECOGNIZE`子句实现，支持定义模式变量、量词（如`*`、`+`、`?`）、模式分类及度量计算，极大增强了SQL对流式时序数据的分析能力。（2）增强型多态表函数（PolymorphicTableFunctions，PTF）多态表函数允许用户自定义函数的输出表结构依赖于输入参数的取值，从而显著提升用户自定义函数的灵活性和代码复用性。在2023版中，PTF的语法和语义进一步完善，包括组件化支持、描述符操作增强等功能。该特性为复杂数据转换管道的构建提供了标准化的解决方案，降低了数据工程师开发自定义分析逻辑的门槛。（3）更丰富的数据类型支持新版标准对数据类型体系进行了持续扩展和完善，包括对JSON数据类型的规范化支持进一步推进，以及对时间序列和空间数据类型的语义定义更加精确。同时，对大对象（LOB）数据的操作能力有所增强，满足了多媒体和文档型数据管理的现实需求。（4）安全与权限模型的强化2023版进一步完善了SQL安全模型，细化了权限授权粒度，增强了对行级安全（Row-LevelSecurity）和列级安全的标准化描述，为数据库系统的合规性建设提供了更坚实的标准依据。（5）兼容性与一致性的改进新版标准对既有功能的一致性表述进行了大量勘误和完善，消除了一系列导致不同数据库产品实现不一致的语义歧义问题，有效促进了各数据库厂商对SQL标准的兼容性和可移植性提升。2.3标准与系列其他部分的协同关系ISO/IEC9075-2是整个SQL标准体系的核心部分，其他各部分均以SQL/Foundation定义的基础对象和语义为依托。这种层次化、模块化的标准结构设计，既保持了核心语言的稳定性，又为技术扩展提供了灵活的通道。例如：-SQL/CLI（第3部分）所定义的函数调用接口，其底层数据类型的表示和错误处理语义依赖于SQL/Foundation的定义。-SQL/PSM（第4部分）中的存储过程语言，在语法和语义上复用并扩展了SQL/Foundation中的过程化扩展（如`IF`语句、`LOOP`语句等）。-SQL/XML（第14部分）和SQL/PGQ（第16部分）在数据类型映射和操作语义上均需要与SQL/Foundation保持严格一致。三、标准立项的背景与市场分析3.1产业需求驱动当前，全球数据库市场规模持续增长。根据Gartner的预测，到2025年全球数据库管理系统市场规模将突破1000亿美元。在中国市场，随着信创产业的深入推进，国产数据库迎来了前所未有的发展机遇。无论是传统关系型数据库的成熟产品，还是面向云计算、大数据场景的新型数据库架构，都将SQL标准作为实现产品兼容性和生态互通的关键依据。具体而言，市场对标准化的核心需求体现在以下几个方面：1.应用可移植性需求：企业和开发者希望基于SQL编写的应用程序能够在不同数据库产品之间平滑迁移，降低锁定风险。2.互联互通需求：在分布式系统和微服务架构中，异构数据库之间的数据交换和协同工作需要统一的语言规范作为前提。3.人才培养需求：标准化SQL语言是数据库教学和专业培训的基础内容，其稳定性直接关系到人才培养体系的有效性。4.合规审计需求：金融、政务、医疗等行业对数据管理和安全审计有严格监管要求，标准化的语言和权限管理机制有助于满足合规要求。3.2技术趋势驱动数据库技术正处于快速演进期，以下技术趋势对SQL标准的修订提出了新的需求：1.云原生数据库的兴起：云数据库强调弹性扩展、高可用和按需服务，其SQL引擎需要在保持标准兼容性的同时，提供对分布式事务、全局索引等特性的支持。2.数据湖与湖仓一体：非结构化、半结构化数据与传统关系数据的融合管理，要求SQL标准能够更好地支持多种数据模型。3.实时数据分析：流处理与批处理的融合趋势要求SQL标准增强对时序数据处理、窗口计算和模式匹配的支持能力。4.AI与数据库的融合：机器学习和人工智能技术正在嵌入数据库引擎，SQL标准需要为AI模型的调用和推理结果的查询提供语言层面的支持。3.3标准适用对象ISO/IEC9075-2:2023的适用对象包括：1.数据库管理系统产品开发商：包括Oracle、Microsoft、IBM、SAP等国际厂商，以及人大金仓、达梦、GaussDB、OceanBase等国产数据库厂商。2.数据库应用系统开发团队：包括企业信息化部门、软件服务商、系统集成商等。3.数据库运维与数据管理团队：负责数据库部署、调优、安全管理及数据治理的专业人员。4.科研机构与高等教育单位：从事数据库技术研究和教学的高校及研究机构。5.行业标准化组织和监管机构：负责制定行业数据管理规范和评估数据库产品标准符合性的机构。四、标准修订的企事业单位或标委会介绍4.1ISO/IECJTC1/SC32技术委员会ISO/IEC9075-2:2023由ISO/IECJTC1（联合技术委员会1）/SC32（数据管理与交换分技术委员会）负责制定和维护。SC32是国际标准化组织中专门负责数据管理、数据交换和数据互操作性标准的专业技术委员会，其工作范围涵盖：-数据管理框架和参考模型-数据库语言标准（包括SQL系列）-数据元和数据元注册-元数据标准化-数据交换的语义和语法-大数据和数据分析的相关标准SC32下设多个工作组（WorkingGroup），其中与SQL标准直接相关的是WG3（数据库语言工作组）。WG3汇聚了来自全球各主要数据库厂商、学术机构和标准化组织的专家，负责SQL标准的具体制修订工作。WG3的工作方式以编辑会议（Editor'sMeeting）和全体会议（PlenaryMeeting）相结合，通过严格的评审和投票程序确保标准的质量和共识。4.2中国参与单位——全国信息技术标准化技术委员会数据库工作组在中国，SQL标准的对口归口单位是全国信息技术标准化技术委员会（以下简称"全国信标委"）。全国信标委下设数据库工作组（即全国信标委大数据标准工作组数据库专题组），该工作组负责SQL国际标准的跟踪研究、投票表决以及国内配套标准的制定工作。全国信标委数据库工作组的主要成员单位包括：1.中国人民大学：作为国内数据库研究的重镇，中国人民大学信息学院在SQL标准研究方面有深厚的理论积累，自20世纪80年代起便参与了我国数据库标准化的早期工作，在SQL标准体系研究、标准符合性测试等方面做出了重要贡献。2.中国电子技术标准化研究院：作为全国信标委的秘书处单位，承担标准制修订的组织协调、国际标准化工作的日常管理等职能。3.人大金仓信息技术股份有限公司：作为国产数据库领军企业，人大金仓深度参与了SQL标准的国内转化工作和标准符合性测试工具研发，其产品KingbaseES严格遵循SQL标准。4.武汉达梦数据库股份有限公司：达梦数据库作为国内最早自主研发的关系型数据库产品之一，在SQL标准跟踪和实现方面积累了丰富的工程经验。5.华为云计算技术有限公司：华为GaussDB数据库团队在积极参与SQL国际标准讨论，在新特性（如行模式识别）的中国应用研究方面投入了大量技术力量。6.阿里云计算有限公司：阿里云PolarDB和AnalyticDB团队在SQL标准兼容性验证和分布式SQL扩展方面开展了大量工作。7.清华大学、北京大学等高校：在数据库语言理论、查询优化、标准语义建模等方面提供了学术支撑。这些单位通过全国信标委的平台，参与国际标准投票和意见反馈，推动中国数据库产业的需求和视角进入国际标准体系，并积极促进SQL国际标准向中国国家标准的转化。全国信标委数据库工作组在SQL标准领域的持续工作，有力支撑了我国数据库产业的自主创新和生态建设。五、标准实施的应用与影响5.1对数据库产业的促进ISO/IEC9075-2:2023的实施对数据库产业的发展产生了深远影响。首先，标准的统一为各数据库厂商提供了明确的技术规范，降低了产品研发的风险和成本。其次，标准中定义的新特性（如行模式识别和多态表函数）为数据库产品的功能差异化竞争提供了标准化的基础，避免了各自为政导致的生态碎片化。在中国市场，随着信创战略的深入推进，国产数据库产品的标准符合性已成为用户选型和项目验收的重要考量因素。SQL标准符合性测试（SQLConformanceTesting）作为检验数据库产品成熟度的关键手段