ISOIEC 9075-112023 信息技術(shù).數(shù)據(jù)庫語言SQL.第11部分信息和定義模式（SQLSchemata）標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報告

信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫語言SQL第11部分:信息和定義模式（SQL/Schemata）標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—DatabaselanguagesSQL—Part11:Informationanddefinitionschemas(SQL/Schemata)摘要本報告圍繞國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC9075-11:2023《信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫語言SQL第11部分:信息和定義模式（SQL/Schemata）》的立項(xiàng)與發(fā)展過程進(jìn)行深入分析。該標(biāo)準(zhǔn)作為SQL語言標(biāo)準(zhǔn)體系的核心組成部分，專注于定義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與訪問機(jī)制，即信息和定義模式。報告首先闡述了該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的技術(shù)背景與行業(yè)需求，指出在數(shù)據(jù)日益成為核心資產(chǎn)的背景下，對數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、跨平臺共享與管理的重要性。其次，報告詳細(xì)介紹了標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)內(nèi)容，包括模式對象的定義、元數(shù)據(jù)表與視圖的規(guī)范化描述、以及其與SQL標(biāo)準(zhǔn)其他部分的交互關(guān)系。隨后，通過對標(biāo)準(zhǔn)主要修訂單位——國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會第一聯(lián)合技術(shù)委員會（ISO/IECJTC1）下屬的SC32數(shù)據(jù)管理與交換分委會的詳細(xì)介紹，分析了標(biāo)準(zhǔn)制定的組織架構(gòu)、工作機(jī)制與決策流程。最后，報告總結(jié)了該標(biāo)準(zhǔn)在促進(jìn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)互操作性、簡化應(yīng)用開發(fā)、支撐大數(shù)據(jù)治理等方面的關(guān)鍵價值，并展望了其在云數(shù)據(jù)庫、人工智能數(shù)據(jù)管理及分布式數(shù)據(jù)庫等新興領(lǐng)域的未來發(fā)展前景。本報告旨在為信息技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)商、數(shù)據(jù)架構(gòu)師以及標(biāo)準(zhǔn)化研究人員提供全面、深入的標(biāo)準(zhǔn)解讀與參考。關(guān)鍵詞：SQL標(biāo)準(zhǔn)；ISO/IEC9075-11；信息模式；定義模式；元數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫互操作性；數(shù)據(jù)治理；標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展報告Keywords:SQLStandard;ISO/IEC9075-11;InformationSchema;DefinitionSchema;Metadata;DatabaseInteroperability;DataGovernance;StandardizationDevelopmentReport正文1.引言：立項(xiàng)背景與動因在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)庫作為信息系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，其標(biāo)準(zhǔn)化水平直接關(guān)系到數(shù)據(jù)資產(chǎn)的可用性、可移植性和可管理性。結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）作為管理和操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的國際標(biāo)準(zhǔn)語言，其標(biāo)準(zhǔn)族ISO/IEC9075（信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫語言SQL）由“數(shù)據(jù)庫語言”子系統(tǒng)中的多個部分構(gòu)成，為全球數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品提供了統(tǒng)一的接口規(guī)范。ISO/IEC9075-11:2023《信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫語言SQL第11部分:信息和定義模式（SQL/Schemata）》是該標(biāo)準(zhǔn)體系中的關(guān)鍵一環(huán)。其立項(xiàng)動因源于數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)管理的深層次需求：1.元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化需求：隨著企業(yè)數(shù)據(jù)環(huán)境的復(fù)雜化，數(shù)據(jù)庫管理員和應(yīng)用程序開發(fā)者需要一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式，以編程方式查詢數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、約束、權(quán)限、存儲特征等元數(shù)據(jù)。缺乏標(biāo)準(zhǔn)化接口，不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如Oracle,SQLServer,PostgreSQL,MySQL）的元數(shù)據(jù)查詢方式各異，導(dǎo)致應(yīng)用開發(fā)、遷移和維護(hù)成本高昂。2.推動數(shù)據(jù)互操作性：企業(yè)級應(yīng)用中，跨數(shù)據(jù)庫平臺的數(shù)據(jù)集成、ETL（抽取、轉(zhuǎn)換、加載）過程以及數(shù)據(jù)血緣分析，都依賴于對源數(shù)據(jù)庫和目標(biāo)數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確理解。標(biāo)準(zhǔn)化信息和定義模式（Schema）為這種跨平臺互操作提供了基礎(chǔ)。3.強(qiáng)化數(shù)據(jù)治理能力：在大數(shù)據(jù)與合規(guī)監(jiān)管背景下（如GDPR、中國的數(shù)據(jù)安全法），組織需要對數(shù)據(jù)的來源、質(zhì)量、使用權(quán)限進(jìn)行精細(xì)化管理。標(biāo)準(zhǔn)化的元數(shù)據(jù)訪問機(jī)制是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)目錄、數(shù)據(jù)血緣追蹤、數(shù)據(jù)資產(chǎn)審計(jì)等技術(shù)手段的基石。4.技術(shù)演進(jìn)驅(qū)動：隨著SQL標(biāo)準(zhǔn)自身不斷演進(jìn)（引入JSON、XML、窗口函數(shù)、遞歸查詢等新特性），信息和定義模式也必須隨之更新，以支持對這些新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作模式的元數(shù)據(jù)描述。2.核心內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)架構(gòu)分析ISO/IEC9075-11:2023的核心是定義了一組系統(tǒng)提供的“模式對象”，這些對象以視圖和表的形式存在，構(gòu)成了一個關(guān)于數(shù)據(jù)庫全部元數(shù)據(jù)的“元數(shù)據(jù)庫”。其主要組成部分包括：*信息模式（INFORMATION_SCHEMA）：這是標(biāo)準(zhǔn)定義的核心集合，提供了一個穩(wěn)定且與實(shí)現(xiàn)無關(guān)的視圖，用于描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)。關(guān)鍵對象包括但不限于：*`SCHEMATA`：描述數(shù)據(jù)庫中的schema本身。*`TABLES`,`VIEWS`,`COLUMNS`：描述表、視圖及其列的結(jié)構(gòu)信息（數(shù)據(jù)類型、是否可空、默認(rèn)值、字符集等）。*`REFERENTIAL_CONSTRAINTS`,`TABLE_CONSTRAINTS`：描述外鍵、主鍵、唯一約束等完整性約束。*`ROUTINES`,`PARAMETERS`：描述存儲過程、函數(shù)及其參數(shù)。*`TRIGGERS`：描述觸發(fā)器。*`DOMAINS`,`USER_DEFINED_TYPES`：描述域和用戶自定義類型。*關(guān)鍵特性：信息模式旨在提供一個“目錄”視圖，屏蔽底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。然而，標(biāo)準(zhǔn)也允許實(shí)現(xiàn)者添加特定的、非標(biāo)準(zhǔn)的列或視圖（以`_`開頭命名），以適應(yīng)數(shù)據(jù)庫引擎特有功能。*定義模式（DEFINITION_SCHEMA）：相較于信息模式的“描述性”視角，定義模式更側(cè)重于SQL對象定義的本質(zhì)。它為SQL標(biāo)準(zhǔn)中所有定義的抽象對象（如表、域、約束本身）提供了一個邏輯上一致的定義基礎(chǔ)。它通常用于實(shí)現(xiàn)者內(nèi)部的表示，而非直接暴露給最終用戶，但為生成信息模式提供了基礎(chǔ)。*標(biāo)準(zhǔn)間的交互與一致性：本標(biāo)準(zhǔn)與ISO/IEC9075系列其他部分緊密關(guān)聯(lián)。例如，SQL/Foundation（第2部分）定義了我們?nèi)绾蝿?chuàng)建表，而SQL/Schemata則定義了如何查詢這些表的元數(shù)據(jù)。SQL/CLI（調(diào)用級接口）的實(shí)現(xiàn)可以借助本部分來獲取參數(shù)、結(jié)果集的元數(shù)據(jù)。本部分還處理了與SQL/PSM（永久存儲模塊）、SQL/XML等部分產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)對象的描述。*2023版本的變化：基于2020年版本的修訂，2023版引入了對新SQL特性的元數(shù)據(jù)支持。這些特性包括：*支持從信息模式中查詢`系統(tǒng)版本控制時態(tài)表`（System-VerisonedTemporalTable）的版本化信息。*對新的`JSON`數(shù)據(jù)類型操作、`JSON`模式約束的元數(shù)據(jù)查詢支持。*對`ROW`類型、`ARRAY`類型等復(fù)合數(shù)據(jù)類型在元數(shù)據(jù)中的表述進(jìn)行了優(yōu)化。*對`GENERATED...ASIDENTITY`生成列、`DEFAULT`子句中的表達(dá)式等復(fù)雜元數(shù)據(jù)的改進(jìn)描述。*修改了部分視圖的定義，以更好地支持`CREATETABLE...LIKE`相關(guān)操作的元數(shù)據(jù)傳播。*更新了對`Privileges`（權(quán)限）描述的準(zhǔn)確性和完整性，以更好地匹配現(xiàn)代安全模型。3.主要修訂單位或標(biāo)委會簡介：ISO/IECJTC1/SC32ISO/IEC9075系列標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作主要由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會第一聯(lián)合技術(shù)委員會（ISO/IECJTC1）下屬的第32分技術(shù)委員會（SC32）——數(shù)據(jù)管理與交換負(fù)責(zé)。1.組織架構(gòu)與定位：*上級單位：ISO/IECJTC1是國際標(biāo)準(zhǔn)化的權(quán)威技術(shù)委員會，專注于信息技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定。SC32是其下屬專門致力于數(shù)據(jù)管理與交換技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的分委會。*核心任務(wù)：SC32負(fù)責(zé)開發(fā)和支持標(biāo)準(zhǔn)化框架和技術(shù)，以便在開放系統(tǒng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的描述（元數(shù)據(jù)）、訪問、共享、集成和互操作。其工作范圍覆蓋了數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫語言（特別是SQL）、數(shù)據(jù)倉庫、注冊庫（Registry）、元數(shù)據(jù)建模以及數(shù)據(jù)質(zhì)量等關(guān)鍵領(lǐng)域。*工作組設(shè)置：SC32下設(shè)有多個工作組，其中與SQL標(biāo)準(zhǔn)直接相關(guān)的是WG3：數(shù)據(jù)庫語言。WG3是ISO/IEC9075系列標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)工作組，匯集了來自全球主要數(shù)據(jù)庫廠商（如Oracle、Microsoft、IBM、SAP、HPE）、開源社區(qū)關(guān)鍵貢獻(xiàn)者（如與PostgreSQL相關(guān)的公司）、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用單位的頂尖數(shù)據(jù)庫語言專家。2.標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)制：*需求驅(qū)動：標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通常來源于成員國提交的“新工作項(xiàng)提案”（NP，NewWorkItemProposal）。這些需求可能源于技術(shù)進(jìn)步（如云原生、AI數(shù)據(jù)管理）、市場反饋（如對JSON支持的呼聲）或行業(yè)應(yīng)用瓶頸。*協(xié)作共識：WG3的成員定期召開面對面會議（通常每年2-3次）及大量的電話會議、郵件列表討論。所有技術(shù)決策都基于共識原則，通過審閱技術(shù)貢獻(xiàn)、撰寫工作草案、解決沖突（DispositionofComments）來完成。*與其他標(biāo)準(zhǔn)化組織的合作：SC32與ISO/TC154（業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)和文檔）、ISO/TC184/SC4（工業(yè)數(shù)據(jù)）、以及OASIS（結(jié)構(gòu)化信息標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)組織）等組織保持協(xié)作，確保SQL標(biāo)準(zhǔn)與XML、JSON、UDDI等技術(shù)的兼容性。3.中國參與情況：中國作為ISO/IECJTC1的P成員國，長期積極派員參與SC32/WG3的工作。國內(nèi)主要由全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（信標(biāo)委）下屬的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)工作組負(fù)責(zé)對口。中國的技術(shù)專家在SQL標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)中貢獻(xiàn)了關(guān)鍵力量，特別是在分布式事務(wù)、容錯機(jī)制、國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫接口適配等方面，參與了多項(xiàng)國內(nèi)技術(shù)提案的提交與辯論，體現(xiàn)了中國在數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的實(shí)力與影響力。4.結(jié)論：標(biāo)準(zhǔn)價值與未來展望ISO/IEC9075-11:2023標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與持續(xù)演進(jìn)，不僅是SQL標(biāo)準(zhǔn)體系的一次完善，更是解決數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域核心痛點(diǎn)——元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問題的里程碑。其價值體現(xiàn)在多個維度：*技術(shù)層面：為數(shù)據(jù)庫管理員提供了一致、可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的工具，用于自動化管理、監(jiān)控和元數(shù)據(jù)探索。應(yīng)用開發(fā)者能夠編寫可移植性更高的應(yīng)用程序，通過同一套查詢邏輯自動適應(yīng)不同數(shù)據(jù)庫（至少在元數(shù)據(jù)獲取層面）。*產(chǎn)業(yè)層面：降低了數(shù)據(jù)庫遷移成本和鎖定風(fēng)險，促進(jìn)了市場競爭。獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫工具、ETL工具、數(shù)據(jù)建模工具、數(shù)據(jù)治理平臺等依賴該標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了對多種數(shù)據(jù)庫的“一次開發(fā)，處處通用”，提升了整個數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的效率。*方法論層面：它推動了一種“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的思路。在構(gòu)建復(fù)雜應(yīng)用或數(shù)據(jù)管道前，優(yōu)先通過信息模式獲取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能顯著減少硬編碼錯誤，提高軟件的魯棒性。展望未來發(fā)展，SQL/Schemata部分將不可避免地朝著以下幾個方向深化與革新：1.云原生與彈性：隨著云數(shù)據(jù)庫和Serverless數(shù)據(jù)庫的普及，元數(shù)據(jù)需要更好地描述自動彈性伸縮、付費(fèi)模型、分區(qū)策略、數(shù)據(jù)在分布式存儲上的分布情況。信息模式未來可能增加支持描述數(shù)據(jù)分片（Sharding）、節(jié)點(diǎn)拓?fù)洹?shù)據(jù)復(fù)制策略等云原生特性的視圖。2.AI與機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理：當(dāng)數(shù)據(jù)庫原生支持模型訓(xùn)練、推理或特征工程時，標(biāo)準(zhǔn)和定義模式需要能夠描述這些機(jī)器學(xué)習(xí)對象、模型版本、特征集、訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)。這可能是信息模式需要支持的新領(lǐng)域，直接服務(wù)于AI數(shù)據(jù)庫（AI-NativeDB）。3.數(shù)據(jù)聯(lián)邦與治理強(qiáng)化：在多源異構(gòu)數(shù)據(jù)聯(lián)邦查詢場景中，標(biāo)準(zhǔn)化元數(shù)據(jù)是聯(lián)邦優(yōu)化器決定路由和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)。未來，信息和定義模式將變得更加強(qiáng)大，支持描