ISOIEC 9075-112023 信息技术.数据库语言SQL.第11部分信息和定义模式（SQLSchemata）标准立项发展报告

信息技术数据库语言SQL第11部分：信息和定义模式（SQL/Schemata）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—DatabaseLanguagesSQL—Part11:InformationandDefinitionSchemas(SQL/Schemata)摘要随着全球数字化转型的深入推进，数据库系统作为信息基础设施的核心组成部分，其标准化工作的重要性日益凸显。ISO/IEC9075（数据库语言SQL）系列标准是国际数据库领域最具权威性和基础性的技术规范，其中第11部分（SQL/Schemata）定义了数据库系统中信息和定义模式的标准框架，为数据库元数据管理、跨平台互操作及系统间信息交换提供了统一的技术依据。本报告围绕ISO/IEC9075-11:2023标准的立项背景、技术内容、修订历程及应用价值展开系统论述。报告首先梳理了该标准的演进脉络，分析了其在国际标准化组织体系中的定位与作用；进而深入解析了标准所定义的信息模式结构、定义模式机制及其在数据库系统实现中的关键接口规范，重点阐述其与SQL系列其他部分的协同关系；在此基础上，报告对该标准的技术特点、行业应用现状与未来发展趋势进行了综合研判，并介绍了主要参与制修订工作的标准化技术机构。报告认为，ISO/IEC9075-11:2023作为数据库元数据管理的国际通用规范，对于促进数据库系统的标准化建设、提升信息系统的互操作能力、支撑数据要素市场的规范化发展具有重要意义，其推广应用前景广阔。关键词：数据库语言；SQL标准；信息模式；定义模式；元数据管理；标准化AbstractWiththedeepeningofglobaldigitaltransformation,thestandardizationofdatabasesystems,asthecorecomponentofinformationinfrastructure,hasbecomeincreasinglyimportant.TheISO/IEC9075series,titled"DatabaseLanguagesSQL,"representsthemostauthoritativeandfundamentaltechnicalspecificationintheinternationaldatabasefield.Part11ofthisseries(SQL/Schemata)definesthestandardframeworkforinformationanddefinitionschemasindatabasesystems,providingaunifiedtechnicalbasisfordatabasemetadatamanagement,cross-platforminteroperability,andsystem-levelinformationexchange.Thisreportsystematicallydiscussestheprojectbackground,technicalcontent,revisionhistory,andapplicationvalueofISO/IEC9075-11:2023.Thereportfirstreviewstheevolutionofthestandardandanalyzesitspositioningandrolewithintheinternationalstandardizationsystem.Itthenprovidesanin-depthanalysisoftheinformationschemastructure,definitionschemamechanisms,andkeyinterfacespecificationsdefinedbythestandard,withemphasisonitscollaborativerelationshipwithotherpartsoftheSQLseries.Basedonthisanalysis,thereportpresentsacomprehensiveassessmentofthestandard'stechnicalcharacteristics,industryapplicationstatus,andfuturedevelopmenttrends,andintroducesthemajorparticipatingstandardizationtechnicalorganizations.ThereportconcludesthatISO/IEC9075-11:2023,asaninternationalgeneralspecificationfordatabasemetadatamanagement,isofgreatsignificanceforpromotingthestandardizedconstructionofdatabasesystems,enhancingtheinteroperabilityofinformationsystems,andsupportingtheregulateddevelopmentofthedataelementmarket,withbroadprospectsforpromotionandapplication.Keywords:DatabaseLanguage;SQLStandard;InformationSchema;DefinitionSchema;MetadataManagement;Standardization一、引言1.1研究背景数据库技术自20世纪60年代诞生以来，经历了层次数据库、网状数据库、关系数据库及至当前多种新型数据库并存的演进历程。在这一发展过程中，SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言）作为关系数据库的标准查询语言，始终扮演着核心角色。自1986年ISO/IEC9075系列标准首次发布以来，SQL标准不断完善和扩展，已发展成为涵盖数据库定义、操作、控制、管理等多方面内容的庞大标准体系，深刻影响着全球数据库产业的技术格局。在当今大数据与人工智能快速发展的背景下，数据已成为基础性战略资源和关键生产要素。数据库系统作为数据存储与管理的核心载体，面临着多源异构数据融合、跨平台数据交换、海量数据高效治理等一系列新挑战。在此背景下，元数据管理的规范化、标准化成为提升数据治理能力和系统互操作水平的关键环节。ISO/IEC9075-11:2023作为定义数据库信息和定义模式（Schemata）的国际标准，正是解决上述问题的基础性技术规范。1.2标准定位ISO/IEC9075-11:2023是ISO/IEC9075系列标准的第11部分，标准全称为"信息技术数据库语言SQL第11部分：信息和定义模式（SQL/Schemata）"，由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）下属的联合技术委员会ISO/IECJTC1（信息技术委员会）负责制修订。该标准主要规定了SQL数据库系统中信息模式（InformationSchema）和定义模式（DefinitionSchema）的结构化定义，包括用于描述数据库对象的视图、基表、约束、权限、触发器等的标准元数据模型。该标准的核心价值在于：为SQL数据库提供了一个统一、标准化的"数据字典"框架，使得不同厂商的数据库产品能够以一致的方式描述和暴露其内部结构信息，从而为跨数据库平台的元数据交换、数据库设计工具集成、数据治理平台建设等应用场景奠定了技术基础。根据国际标准分类法（ICS），该标准归属于"接口和互连设备"（35.200）类目下的信息技术标准。其现行版本于2023年6月1日正式发布，取代了此前的ISO/IEC9075-11:2016版本。1.3报告目的本报告旨在全面介绍ISO/IEC9075-11:2023标准的立项背景、研制过程、关键技术内容和应用前景，为该标准的推广实施提供参考，为相关领域的标准化工作者、数据库技术研究人员和应用开发人员提供系统性的技术指引。二、标准立项背景与研制历程2.1立项背景在数据库技术应用的早期阶段，各数据库厂商出于市场竞争需要，普遍采用各自私有的元数据存储和管理机制。这导致了一系列突出问题：一是数据库管理员和应用程序开发人员需要学习各厂商不同的系统表和视图接口，学习成本高昂；二是跨数据库平台的应用移植和系统集成面临巨大障碍；三是数据治理工具、建模工具等第三方软件难以实现与多种数据库的通用对接。为应对上述行业痛点，ISO/IECJTC1下设的SC32（数据管理与交换分技术委员会）于20世纪90年代开始规划SQL标准的系列化扩展，其中专门设立了一个部分用于统一规范数据库信息模式和定义模式。该部分即为SQL/Schemata，其设计目标是：在不依赖任何特定数据库产品的前提下，以SQL视图的形式定义一套标准化的元数据访问接口，使数据库用户和管理员能够通过标准SQL查询语句，以统一方式检索数据库对象的结构信息和安全配置信息。2.2版本演进历程自该标准首次发布以来，经历了多个版本的修订与完善（见下表所示）：|版本|发布时间|主要技术变更与完善||------|----------|-------------------||ISO/IEC9075-11:2003|2003年|首次作为独立部分发布，奠定信息模式和定义模式的基础框架||ISO/IEC9075-11:2008|2008年|引入新增SQL特性的元数据支持，完善约束和触发器描述||ISO/IEC9075-11:2011|2011年|增强对SQL/PSM、SQL/OLAP等扩展部分的元数据支持||ISO/IEC9075-11:2016|2016年|引入行级安全、JSON相关特性的元数据描述||ISO/IEC9075-11:2023|2023年|最新修订版，新增对最新SQL特性的全面元数据支持|2.3标准与SQL系列的整体架构在SQL系列标准体系中，ISO/IEC9075-11:2023与系列其他部分形成相互配合、有机协同的架构关系。SQL标准系列由以下主要部分组成：-ISO/IEC9075-1：框架（SQL/Framework），定义了SQL标准体系的整体架构和各部分的关系；-ISO/IEC9075-2：基础（SQL/Foundation），定义了SQL语言的核心语法和功能；-ISO/IEC9075-3：调用级接口（SQL/CLI），定义了应用程序调用SQL数据库的接口规范；-ISO/IEC9075-4：持久化存储模块（SQL/PSM），定义了数据库存储过程和函数的标准；-ISO/IEC9075-9：外部数据管理（SQL/MED），定义了外部数据源的管理机制；-ISO/IEC9075-11：信息和定义模式（SQL/Schemata），规定了数据库元数据的标准定义。-ISO/IEC9075-13：Java程序设计语言绑定（SQL/JRT）；-ISO/IEC9075-14：XML相关规范（SQL/XML）；-ISO/IEC9075-15：多维数组（SQL/MDA）。其中，SQL/Schemata部分与其他部分的区别在于：它不直接定义SQL语言的语法特性，而是定义了描述数据库结构（即元数据）的标准框架。这一框架既服务于数据库用户和应用程序开发人员，也为数据库工具提供商和管理系统提供了互操作的公共基础。最新版2023版同步集成了SQL标准系列中新引入的各项技术特性的元数据描述，保证了整个标准体系的完整性和一致性。三、标准技术内容分析3.1信息模式（InformationSchema）信息模式是ISO/IEC9075-11:2023标准的核心概念之一，它定义了一组以视图形式呈现的标准化元数据对象。这些视图构成了一个虚拟的"数据字典"，用户可以通过标准的SQL查询语句访问数据库中的各种结构信息。信息模式的设计遵循了以下基本原则：（1）标准化视图接口：信息模式中的每个元数据对象均以SQL视图（VIEW）的形式定义，视图名称和结构在各数据库产品中保持高度一致。这种设计使得应用程序和工具可以跨不同数据库平台进行元数据检索与比较。（2）充分的覆盖范围：信息模式涵盖了数据库对象的各个层次和类型，包括模式（Schema）、表（Table）、列（Column）、视图（View）、约束（Constraint）、触发器（Trigger）、索引（Index）、权限（Privilege）、存储过程（Routine）等。无论是数据库设计人员关注的表结构约束信息，还是安全管理人员关心的权限分配信息，均能在信息模式中找到对应的标准视图接口。（3）标准化的数据类型和语义：信息模式中每个字段的数据类型、含义和取值范围均以标准形式明确界定，从而保证了不同数据库实现之间元数据信息的可比性和可交换性。3.2定义模式（DefinitionSchema）定义模式是信息模式定义的底层支撑结构。在ISO/IEC9075-11中，定义模式由一组基表（BaseTable）构成，这些基表存储了数据库对象的实际元数据内容。与信息模式中的视图不同，定义模式中的基表是实际物理存储的结构，其内容由数据库管理系统本身在DDL（数据定义语言）操作执行时自动维护和更新，通常不向普通用户直接开放查询访问，而是通过信息模式视图间接提供标准化的访问途径。设计上，定义模式与信息模式的"视图-基表"两层架构体现了标准制定中的一种核心策略：一方面，定义模式作为内部实现级规范，确保了各数据库厂商在实现元数据管理时的功能完整性；另一方面，信息模式作为外部接口级规范，向用户呈现了一套经过筛选、聚合且更易用的标准视图。这种双层架构的设计兼顾了实现的灵活性与接口的统一性，保障了标准化访问接口的稳定性。3.3与SQL标准系列的协同SQL/Schemata在SQL标准系列中承担着"元数据中枢"的功能定位。其主要协同作用体现在以下三个层面：-与SQL/Foundation（第2部分）的协同：SQL/Foundation定义了SQL数据类型和对象管理语法，而SQL/Schemata则规定了这些数据库对象经CREATE/ALTER/DROP等DDL操作后所生成的元数据如何被标准化描述和查询。没有SQL/Schemata，SQL/Foundation所定义的对象管理能力就缺乏标准化的"元数据反馈机制"。-与SQL/CLI（第3部分）的协同：SQL/CLI提供了应用程序访问数据库的调用级接口，而通过SQL/Schemata定义的标准视图，应用程序可以在不依赖厂商私有接口的前提下，动态获取目标数据库的结构信息，实现元数据感知的通用数据库访问。-与SQL/MED（第9部分）的协同：外部数据管理（SQL/MED）使得SQL数据库可以访问外部数据源中的表，SQL/Schemata则为这类外部表提供了标准化的元数据描述机制，为异构数据源联邦查询和统一治理创造了条件。3.42023版本的主要技术更新与上一版本（ISO/IEC9075-11:2016）相比，2023版在保持原有框架稳定性的基础上，进行了系统性技术更新，主要体现在以下方面：（1）新增元数据对象类型：针对近年来SQL标准新增的数据类型和对象类型，如增强的多态表函数、更丰富的JSON数据类型支持等，新增了相应的元数据描述视图，确保信息模式的覆盖范围与语言特性同步演进。（2）完善安全相关元数据：细化了行级安全性（Row-LevelSecurity）相关的元数据描述，新增了安全策略和安全谓词的标准化视图定义，为数据库细粒度访问控制的规范化管理提供了标准依据。（3）优化视图定义一致性：对各视图的列定义和属性进行了系统性校核，消除了部分数据不一致性问题，提升了标准定义在跨厂商实现中的兼容性和可移植性。（4）增强对时间维度支持的描述：为配合SQL标准中时态信息处理的增强，补充了应用程序时间周期（ApplicationTimePeriod）等相关元数据定义。这些更新确保了该标准与SQL系列其他部分在技术特性上的同步性，进一步强化了其作为数据库元数据管理统一基准的地位。四、标准价值与应用前景4.1产业价值ISO/IEC9075-11:2023作为数据库元数据管理的国际通用规范，对数据库产业的健康发展具有重要的引导作用。对数据库产品提供商而言，遵循该标准有助于提升产品之间的兼容性，降低用户在多个数据库平台间迁移的成本和风险；对应用软件开发企业而言，基于该标准开发的元数据访问功能可以在各主流数据库产品之间通用，显著降低适配工作量和维护成本；对数据库服务提供商而言，标准化的元数据接口使得数据资产梳理、数据血缘分析、数据质量评估等治理服务可以更加高效地实施。4.2应用场景该标准的实际应用场景广泛，主要包括：跨数据库平台的数据字典统一访问与元数据比对；数据库建模与设计工具对异构数据库的逆向工程；数据治理与数据资产管理系统中的元数据采集和统一编目；企业级数据中台建设中的多源数据源结构感知与注册；数据库迁移评估与迁移过程中的结构对比验证；数据库安全审计系统中的权限配置核查等。4.3发展趋势随着云数据库、分布式数据库的规模化应用以及数据要素市场的加速培育，元数据管理标准的重要性将进一步上升。一方面，数据库产品形态的多样化（如云原生数据库、HTAP数据库、AI原生数据库等）对元数据模型提出了新的扩展要求；另一方面，跨域数据共享与数据互操作需求日益迫切，行业对标准化元数据接口的依赖性将持续增强。与此同时，人工智能技术在数据库领域的深入应用也将引入新的元数据类型和更复杂的元数据关系，这些新趋势预计将成为ISO/IEC9075-11后续版本持续演进的重要技术驱动力。五、主要参与制修订的标准化技术机构5.1ISO/IECJTC1/SC32ISO/IEC9075-11:2023由国际标准化组织与国际电工委员会联合组建的联合技术委员会ISO/IECJTC1（信息技术）下属的SC32分技术委员会负责维护和制修订工作。SC32的官方名称为"数据管理与交换"（DataManagementandInterchange），是国际上负责数据管理领域标准制定的权威技术机构。SC32的工作范围涵盖数据管理框架、数据建模、数据库语言、数据交换等多方面的标准化工作，其下设多个工作组（WorkingGroup）：-WG1：负责业务数据交换与电子数据交换（EDI）相关标准；-WG2：负责元数据标准化工作，包括ISO/IEC11179（元数据注册系统）系列标准；-WG3：负责数据库语言标准，包括ISO/IEC9075（SQL）全部系列标准；-WG4：负责SQL多媒体和应用包标准。其中，WG3（数据库语言工作组）是ISO/IEC9075系列标准的直接维护机构。该工作组汇集了来自全球主要数据库厂商、学术机构和标准化组织的技术专家，持续跟踪数据库技术发展趋势，协调各成员体之间的技术意见，推动SQL系列标准的不断