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)摘要随着数字经济的迅猛发展，数据库作为信息系统的核心基础设施，其标准化工作的重要性日益凸显。结构化查询语言（SQL）自20世纪70年代诞生以来，已成为关系型数据库管理的国际通用语言，广泛应用于金融、政务、电信、制造等国民经济关键领域。本报告以国际标准化组织（ISO）发布的最新标准ISO/IEC9075-2:2023《信息技术数据库语言SQL第2部分：基础（SQL/Foundation）》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、技术架构、核心修订内容及行业应用价值。报告指出，SQL/Foundation作为SQL系列标准体系的基础性组成部分，定义了SQL语言的语法框架、数据类型、表达式求值规则、谓词逻辑及事务处理机制等核心要素，为后续各功能模块（如SQL/PSM、SQL/CLI、SQL/OLAP等）提供了统一的语义基础和实现规范。2023版标准在继承2016版既有技术框架的基础上，重点增强了JSON数据类型的原生支持能力、丰富了窗口函数与行模式识别功能、优化了多态表函数机制，并进一步完善了空值处理与完整性约束的定义，充分反映了当前大数据、云计算及半结构化数据处理的技术需求。本报告同时对该标准的编制单位、主要起草机构及标准应用推广路径进行了深入分析，以期为我国数据库领域的技术研发、标准研制及产业应用提供参考与借鉴。关键词：结构化查询语言；SQL/Foundation；ISO/IEC9075；数据库标准；关系数据库；数据管理；国际标准Keywords:StructuredQueryLanguage;SQL/Foundation;ISO/IEC9075;DatabaseStandards;RelationalDatabase;DataManagement;InternationalStandards1引言数据库技术是现代信息技术的基石，而SQL语言则是数据库系统与应用程序之间交互的桥梁。自1986年ISO首次将SQL确立为国际标准以来，历经数十年的持续演进，SQL已从一种简单的查询工具发展成为功能完备的数据库语言规范，涵盖数据定义、数据操纵、数据控制、事务管理及高级分析等全方位能力。ISO/IEC9075系列标准在国际标准化组织ISO/IECJTC1/SC32（数据管理与交换分技术委员会）的主持下持续修订更新，形成了以第1部分（框架）、第2部分（基础）、第3部分（调用级接口）、第4部分（持久化存储模块）等为核心的多部分标准体系。其中，ISO/IEC9075-2:2023作为该系列标准的基础性文件，定义了SQL语言的核心语法与语义规则，是其他所有SQL扩展模块的技术根基。理解并掌握该标准的演进脉络与技术内涵，对于数据库研发人员、标准制定者及信息技术管理者而言具有重要的现实意义。2标准概述2.1标准基本信息ISO/IEC9075-2:2023《信息技术数据库语言SQL第2部分：基础（SQL/Foundation）》由国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布，正式发布日期为2023年6月1日。该标准归属于ISO/IECJTC1（信息技术委员会）下属SC32（数据管理与交换分技术委员会）的工作范畴，分类号为"信息技术用语言"。标准正文以英文形式发布，采用电子版加密PDF格式对外销售。2.2标准定位与功能范围SQL/Foundation是ISO/IEC9075系列标准家族中的基础性、纲领性文件，其核心功能范围包括以下方面：-语法定义：规定SQL语言的词法元素、语法产生式及语法分析规则，涵盖标识符、字面量、操作符、分隔符等基础语法单元；-数据类型体系：定义SQL内置数据类型的语义与行为约束，包括数值类型（INTEGER、NUMERIC、DECIMAL、FLOAT、REAL、DOUBLEPRECISION等）、字符类型（CHARACTER、CHARACTERVARYING、NATIONALCHARACTER等）、二进制类型（BINARY、BINARYVARYING）、时间类型（DATE、TIME、TIMESTAMP、INTERVAL）、布尔类型及大对象类型（CLOB、BLOB）等；-表达式与谓词：规定标量表达式、行值表达式、表值表达式的语法规则及求值语义，定义比较谓词、BETWEEN谓词、IN谓词、LIKE谓词、NULL谓词、EXISTS谓词、UNIQUE谓词、DISTINCT谓词、OVERLAPS谓词及MATCH谓词等的精确语义；-查询表达式：规定SELECT语句的完整语义，包括连接操作（INNERJOIN、LEFT/RIGHT/FULLOUTERJOIN、CROSSJOIN）、集合操作（UNION、INTERSECT、EXCEPT）、分组与聚合、排序、限定（FETCHFIRST、OFFSET）等；-数据操纵：定义INSERT、UPDATE、DELETE、MERGE语句的语法与语义，包括搜索式与定位式操作等；-模式定义与维护：规定CREATE/ALTER/DROPSCHEMA、TABLE、VIEW、INDEX、DOMAIN、SEQUENCE、TRIGGER等模式对象的定义语法及约束规则；-事务管理：定义STARTTRANSACTION、COMMIT、ROLLBACK等事务控制语句的语义要求；-会话管理：规定会话级参数的设置与管理机制；-安全性与完整性：定义约束（CONSTRAINT）、断言（ASSERTION）、权限（PRIVILEGE）等安全与完整性机制的规范。2.3与其他系列标准的关系ISO/IEC9075系列标准是一个有机整体，各部分的依赖关系明确：-ISO/IEC9075-1:2023（框架）：定义SQL系列标准中使用的概念、术语及通用规范，为各部分提供统一的概念框架；-ISO/IEC9075-2（基础）：规定核心SQL语言的语法与语义，是整个系列的技术基石；-ISO/IEC9075-3（调用级接口，SQL/CLI）：规定嵌入式SQL应用的调用级接口规范，依赖于基础部分定义的数据类型与错误处理机制；-ISO/IEC9075-4（持久化存储模块，SQL/PSM）：定义存储过程与存储函数的语言规范，在基础部分语法框架上扩展过程化编程能力；-ISO/IEC9075-9（外部数据管理，SQL/MED）：定义外部数据封装器的接口规范，依赖于基础部分的类型系统；-ISO/IEC9075-13（Java例程与类型，SQL/JRT）：定义SQL与Java语言的互操作机制；-ISO/IEC9075-14（XML相关规范，SQL/XML）：定义SQL与XML数据模型的映射与查询规范；-ISO/IEC9075-15（多维数组，SQL/MDA）：定义多维数组类型及其操作语义；-ISO/IEC9075-16（属性图查询，SQL/PGQ）：定义属性图数据模型的查询语法与语义（2023年新增）。上述各模块以SQL/Foundation所定义的核心框架为基准，在保持语法兼容性的前提下扩展特定领域的功能，形成层次清晰、协同互补的国际标准体系。3标准编制背景与发展历程3.1SQL标准化的历史沿革SQL语言最初由IBM公司于20世纪70年代在SystemR研究项目中开发，当时称为SEQUEL（StructuredEnglishQueryLanguage）。1986年，美国国家标准学会（ANSI）率先发布了SQL标准（ANSIX3.135-1986）。1987年，ISO采纳该标准为国际标准（ISO9075:1987）。此后，该标准经历了多个重要版本的迭代演进：-SQL-89（ISO/IEC9075:1989）：对1987版进行修订，增加了完整性增强特性；-SQL-92（ISO/IEC9075:1992）：重大技术革新，引入模式操纵、动态SQL、连接表达式、集合操作等关键功能，成为关系数据库发展史上的里程碑；-SQL:1999（ISO/IEC9075:1999）：首次将标准拆分为多部分结构，引入触发器、递归查询、用户自定义类型、面向对象特性等；-SQL:2003（ISO/IEC9075:2003）：引入XML相关功能、窗口函数、序列生成器等，新增SQL/XML部分；-SQL:2008（ISO/IEC9075:2008）：增加TRUNCATETABLE语句、FETCHFIRST子句、INSTEADOF触发器增强等；-SQL:2011（ISO/IEC9075:2011）：引入时态表（TemporalTables）支持，包括应用时态与系统时态；-SQL:2016（ISO/IEC9075:2016）：引入JSON数据类型与函数支持、行模式识别（RowPatternRecognition）、多态表函数（PolymorphicTableFunctions）等前沿特性。3.22023版标准修订背景ISO/IEC9075-2:2023是继2016版之后的新一轮技术更新。近年来，数据库技术领域呈现出以下显著变化趋势，构成2023版标准修订的直接驱动力：-半结构化数据的爆发式增长：随着移动互联网、物联网和社交媒体的广泛应用，JSON已成为数据交换的主流格式之一。数据库系统需要原生支持JSON数据的存储、索引与高效查询，取代此前依赖字符串处理或外部扩展的间接方案；-复杂分析需求的持续提升：现代商业智能与数据分析场景要求SQL具备更强的表达能力和计算能力，特别是在窗口函数、模式识别、递归查询等方面的能力需要进一步增强；-云数据库与分布式架构的普及：云原生数据库和多租户架构的兴起，对SQL的会话管理、事务隔离级别、资源管理等机制提出了新的需求；-技术生态的融合趋势：SQL与图数据库、时序数据库、搜索引擎等异构数据引擎的融合需求，要求SQL标准具备更好的扩展性与互操作性。在上述背景下，ISO/IECJTC1/SC32/WG3（数据库语言工作组）经过多年研讨与投票，最终形成并发布了ISO/IEC9075-2:2023版本。42023版标准主要技术更新内容4.1JSON数据类型的原生支持增强2016版引入了JSON数据类型的基础支持，2023版在此基础上进行了系统性加强，主要包括：-扩充JSON构造函数与查询函数库，新增JSON_OBJECT、JSON_ARRAY、JSON_OBJECTAGG、JSON_ARRAYAGG等构造函数的灵活调用方式；-增强JSON路径表达式（JSONPathExpression）的语义，支持更复杂的过滤器、通配符及通配路径导航；-完善JSON值与其SQL数据类型之间的转换规则，包括显式CAST操作的精确性定义；-新增强化JSON_VALUE函数中对缺失键、类型不匹配等异常情况的处理语义。4.2窗口函数与行模式识别优化2023版对窗口函数框架进行了如下增强：-完善窗口框架（WindowFrame）中EXCLUDE子句的语义，支持排除当前行、分组行及联系行等更细致的控制；-对ROW_NUMBER、RANK、DENSE_RANK、NTILE等排名函数的边界情形进行了精确化定义；-在行模式识别（RowPatternRecognition）方面，扩展了模式变量、量词、定义子句的表达能力，支持更复杂的事件序列分析场景；-优化了MATCH_RECOGNIZE子句与其他查询子句的交互规则，以及与窗口函数的嵌套使用规则。4.3多态表函数机制完善多态表函数（PolymorphicTableFunctions，PTF）自2016版引入以来，2023版对其进行了重要补充：-新增组件化描述方式，允许以声明式方式描述PTF的输入输出参数及行为特征；-完善了描述符（Descriptor）机制，支持动态列生成与列类型推导；-明确了PTF在查询处理流水线中的执行语义，包括并行化规则与封锁规则。4.4空值与完整性约束语义细化-对NULL值的比较、排序、分组及聚合行为进行了更为严谨的语义描述；-细化了唯一约束（UNIQUEConstraint）与外键约束（FOREIGNKEYConstraint）在特定操作场景下的行为规范；-对断言（ASSERTION）和触发器的触发时机、触发粒度进行了补充说明。4.5其他重要更新-简化并统一了数据类型格式化函数（如TO_CHAR、TO_NUMBER等）的规范描述；-整合了合并语句（MERGE）中WHENNOTMATCHEDBYSOURCE子句的语义；-对集合操作（UNION/INTERSECT/EXCEPT）中排序规则的继承关系进行了明确；-修正了部分语法产生式与语义规则的交叉引用错误与不一致问题。5主要编制单位与技术支持机构5.1ISO/IECJTC1/SC32组织架构ISO/IEC9075-2:2023标准的制定与维护工作由ISO/IECJTC1/SC32（数据管理与交换分技术委员会）负责。SC32下辖多个工作组（WorkingGroup），其中与SQL标准直接相关的是WG3（数据库语言工作组）。WG3汇集了来自美国、英国、德国、法国、中国、日本、韩国、加拿大等国家的标准化专家，以及Oracle、Microsoft、IBM、SAP、Google等国际知名企业的技术代表。5.2ANSINCITSINCITSDM32.2的作用作为ISO/IECJTC1/SC32在美国的国内技术咨询组（TAG），ANSI下属的INCITSDM32.2（数据库技术委员会）在SQL标准的制定过程中发挥着关键的支撑作用。该委员会长期负责SQL标准的技术编辑工作，承担标准文本的起草、修订与汇总任务。众多SQL标准的核心技术概念和语法框架最初均由该委员会的技术编辑团队提出。5.3主要贡献企业及技术方向-Oracle：长期深度参与SQL标准制定，在多态表函数、JSON支持、分析函数等方向贡献了大量技术提案与实际实现经验；-Microsoft：在窗口函数、时态表支持、错误处理机制等领域提供技术支持；-IBM：作为SQL语言的发源地，在数据类型系统、查询优化语义及DB2实现验证方面持续贡献；-SAP：在HANA内存数据库基础上，针对列存储、高级分析扩展等方向提出标准建议；-Google及其他新兴企业：在云数据库接口、半结构化数据支持等新兴方向提供阶段性输入。值得强调的是，中国标准化研究院及中国电子技术标准化研究院等相关机构也持续跟踪并参与SQL标准化工作，积极推动SQL标准在中国的转化和应用推广工作。6标准实施与产业应用6.1国际应用现状ISO/IEC9075-2作为SQL语言的权威规范，已被全球主流数据库产品广泛采纳为功能基准与合规参照。OracleDatabase、MicrosoftSQLServer、IBMDb2、PostgreSQL、MySQL等关系型数据库管理系统在版本迭代中持续对齐标准中的核心特性。云数据库服务提供商（如AmazonAurora、GoogleCloudSpanner、MicrosoftAzureSQLDatabase等）亦以SQL标准为基础构建其服务能力。此外，SQL标准还被纳入多个国家和地区的政府采购技术规范及行业信息化标准体系，成为信息系统建设与数据库选型的重要依据。6.2在中国标准体系中的转化我国自20世纪90年代起开始跟踪并转化SQL国际标准。全国信息技术标准化技术委员会（TC28）下设的相关分技术委员会负责将ISO/IEC9075系列转化为国家标准（GB/T系列）。SQL标准中的核心概念和技术要求已广泛应用于以下领域：-数据库产品评测：作为数据库管理系统的功能评测依据；-信创产业：在基础软件国产化替代中作为功能对标基准；-信息化工程监理与验收：用于数据库系统的建设规范与验收测试；-人才培养与技能认证：作为数据库工程师培训与认证的知识体系基础。6.3标准应用价值与实施建议2023版标准的发布为数据库技术发展指明了方向。对于产业界而言，建议重点关注以下应用路径：-数据库产品研发团队应及时对照2023版标准，评估现有产品在JSON处理、窗口函数增强、多态表函数等新特性方面的差距，制定功能升级路线图；-行业用户在数据库选型和升级评估中，应结合标准中新增的功能特性进行针对性验证测试，特别是在金融风控、电商推荐、物联网时序分析等典型场景中进行实践；-测试认证机构应根据2023版标准内容，及时更新SQL符合性测试用例集，完善标准符合性测试体系；-教育培训机构