Como funcionam os agentes de NL para SQL
Injeção de esquema, geração e execução de consultas e formatação de resultados.
Como funcionam os agentes de NL para SQL é uma aula grátis de AI Agents no CoddyKit. Esta é a aula 1 de 4. Você pode ler a aula completa abaixo gratuitamente — depois pratica ao vivo no navegador com um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7. Faz parte do caminho de aprendizado de AI Agents, e seu progresso é sincronizado entre a web e o app CoddyKit. O curso de AI Agents inclui 4 aulas no total.
O que é um agente de NL para SQL
Um agente de linguagem natural para SQL traduz perguntas em linguagem comum para consultas SQL, executa essas consultas em um banco de dados e retorna respostas compreensíveis.
Em vez de escrever SELECT COUNT(*) FROM orders WHERE status='pending', os usuários simplesmente perguntam: "Quantos pedidos pendentes temos?"
A arquitetura principal
Todo agente de NL para SQL segue o mesmo fluxo:
- Injeção do esquema — injeta a estrutura do banco de dados no prompt
- O LLM gera SQL — o modelo produz uma consulta
- Executar — executa a consulta no banco de dados
- Formatar os resultados — transforma as linhas em texto legível
- Retornar a resposta — responde ao usuário
# High-level pipeline
def nl_to_sql_agent(user_question, db_connection):
schema = get_schema(db_connection)
sql = llm_generate_sql(user_question, schema)
rows = execute_query(db_connection, sql)
answer = format_results(rows, user_question)
return answerExplicação da injeção do esquema
O LLM não tem conhecimento da estrutura do seu banco de dados. Você precisa injetar o esquema em todos os prompts para que o modelo saiba quais tabelas e colunas existem.
Uma descrição compacta do esquema informa ao modelo: "A tabela orders tem as colunas: id, user_id, status, total, created_at."
def build_schema_prompt(schema_info):
lines = []
for table in schema_info:
cols = ', '.join(
f"{c['name']} ({c['type']})"
for c in table['columns']
)
lines.append(f"Table {table['name']}: {cols}")
return '\n'.join(lines)
# Output:
# Table users: id (INT), email (VARCHAR), created_at (TIMESTAMP)
# Table orders: id (INT), user_id (INT), status (VARCHAR), total (FLOAT)
if __name__ == '__main__':
demo_schema = [
{'name': 'users', 'columns': [{'name': 'id', 'type': 'INT'}, {'name': 'email', 'type': 'VARCHAR'}]},
{'name': 'orders', 'columns': [{'name': 'id', 'type': 'INT'}, {'name': 'user_id', 'type': 'INT'}]},
]
print(build_schema_prompt(demo_schema))
Prompt para geração de SQL pelo LLM
O prompt deve fornecer ao LLM três elementos: o esquema, a pergunta e instruções explícitas para retornar apenas SQL válido.
Deixar claro que a consulta deve conter somente SELECT e indicar o dialeto SQL de destino (PostgreSQL, MySQL, SQLite) é essencial para a segurança e a correção.
SYSTEM_PROMPT = '''You are a SQL expert. Given a database schema and a question,
generate a valid {dialect} SELECT query. Return ONLY the SQL query, no explanation.
Do not use INSERT, UPDATE, DELETE, or DROP.
Schema:
{schema}
'''
def llm_generate_sql(question, schema, dialect='PostgreSQL'):
prompt = SYSTEM_PROMPT.format(schema=schema, dialect=dialect)
response = client.chat.completions.create(
model='gpt-4o',
messages=[
{'role': 'system', 'content': prompt},
{'role': 'user', 'content': question}
]
)
return response.choices[0].message.content.strip()Executando o SQL gerado
Depois que o LLM retorna o SQL, você o executa no banco de dados real. Use consultas parametrizadas sempre que possível e capture as exceções — o LLM pode produzir SQL inválido.
Envolver a execução em um bloco de tratamento de exceções permite tentar novamente com uma indicação do erro enviada de volta ao LLM.
import psycopg2
def execute_query(conn, sql):
try:
with conn.cursor() as cur:
cur.execute(sql)
columns = [desc[0] for desc in cur.description]
rows = cur.fetchmany(100) # limit rows
return {'columns': columns, 'rows': rows}
except psycopg2.Error as e:
return {'error': str(e), 'sql': sql}Formatando os resultados para o usuário
As linhas brutas do banco de dados não são fáceis de entender para o usuário. O agente precisa convertê-las em uma resposta em linguagem natural.
Para conjuntos pequenos de resultados, envie as linhas de volta ao LLM para interpretação. Para conjuntos grandes, calcule primeiro estatísticas resumidas.
def format_results(result, original_question):
if 'error' in result:
return f'Query failed: {result["error"]}'
rows = result['rows']
columns = result['columns']
if not rows:
return 'No results found.'
# For simple counts/aggregates — just return the value
if len(columns) == 1 and len(rows) == 1:
return f'Result: {rows[0][0]}'
# For multi-row results — summarize
summary = f'Found {len(rows)} rows.\n'
for row in rows[:5]: # show first 5
summary += ', '.join(f'{columns[i]}: {row[i]}' for i in range(len(columns))) + '\n'
return summary
if __name__ == '__main__':
demo_result = {'rows': [[42]], 'columns': ['count']}
print(format_results(demo_result, 'How many users signed up?'))
demo_result2 = {'rows': [], 'columns': ['id']}
print(format_results(demo_result2, 'Any orders today?'))
Por que NL para SQL é difícil: ambiguidade
Ambiguidade é o maior desafio. Considere: "Mostre-me os melhores clientes."
- Os melhores por receita? Por quantidade de pedidos? Por recência?
- Do último mês? De todos os períodos?
- Os 10 melhores? Os 100 melhores?
Os seres humanos entendem o contexto; os LLMs fazem suposições. Os agentes precisam de estratégias para lidar com perguntas ambíguas ou esclarecê-las.
AMBIGUITY_PROMPT = '''If the question is ambiguous, respond with JSON:
{"needs_clarification": true, "question": "your clarifying question"}
If clear, respond with the SQL query directly.
User question: {question}
'''
def generate_or_clarify(question, schema):
response = llm_call(AMBIGUITY_PROMPT.format(
question=question, schema=schema
))
if '"needs_clarification"' in response:
import json
return json.loads(response)
return {'sql': response}Por que NL para SQL é difícil: tamanho do esquema
Bancos de dados empresariais podem ter centenas de tabelas e milhares de colunas. Injetar o esquema completo ultrapassaria a janela de contexto do LLM.
As soluções incluem: pesquisa no esquema (incorporar descrições de tabelas e recuperar as relevantes), filtragem de tabelas (perguntar primeiro ao LLM de quais tabelas ele precisa) e compressão do esquema (omitir colunas de índice e de auditoria).
# Two-phase approach for large schemas
def get_relevant_tables(question, all_tables):
prompt = f'''Given these tables: {all_tables}
Which 3-5 tables are most relevant to answer: "{question}"?
Return a JSON list of table names only.'''
response = llm_call(prompt)
import json
return json.loads(response)
def nl_to_sql_large_db(question, conn):
all_tables = list_all_tables(conn) # just names
relevant = get_relevant_tables(question, all_tables)
schema = get_schema_for_tables(conn, relevant)
return llm_generate_sql(question, schema)Por que NL para SQL é difícil: diferenças entre dialetos SQL
SQL não é universal. LIMIT no PostgreSQL/MySQL se torna TOP no SQL Server. As funções de data variam entre os bancos de dados. O LLM precisa saber qual dialeto usar.
Sempre inclua o dialeto de destino no prompt do sistema e considere adicionar exemplos específicos do dialeto em prompts com poucos exemplos.
DIALECT_EXAMPLES = {
'postgresql': 'Use LIMIT for row limits. Use NOW() for current time.',
'mysql': 'Use LIMIT for row limits. Use NOW() for current time.',
'sqlite': 'Use LIMIT. Use datetime("now") for current time.',
'mssql': 'Use TOP N for row limits. Use GETDATE() for current time.',
'bigquery': 'Use LIMIT. Use CURRENT_TIMESTAMP() for current time. Use backtick for table names.'
}
def get_dialect_hint(dialect):
return DIALECT_EXAMPLES.get(dialect.lower(), '')
if __name__ == '__main__':
for dialect in ['postgresql', 'sqlite', 'mssql']:
print(f'{dialect}: {get_dialect_hint(dialect)}')
Ciclo de recuperação de erros
O SQL gerado frequentemente falha na primeira tentativa. Um agente robusto implementa um ciclo de recuperação de erros: envia o SQL que falhou e a mensagem de erro de volta ao LLM e solicita que ele corrija a consulta.
Limite as tentativas a 2 ou 3 para evitar ciclos infinitos em consultas que não podem ser corrigidas.
def nl_to_sql_with_retry(question, schema, conn, max_retries=3):
sql = llm_generate_sql(question, schema)
for attempt in range(max_retries):
result = execute_query(conn, sql)
if 'error' not in result:
return format_results(result, question)
# Ask LLM to fix the error
fix_prompt = f'The SQL query failed with error: {result["error"]}\n'\
f'Original SQL: {sql}\n'\
f'Please fix the SQL query.'
sql = llm_call(fix_prompt)
print(f'Retry {attempt + 1} with fixed SQL')
return 'Could not generate a valid query after retries.'Reunindo tudo
Um agente de NL para SQL em produção combina todas as partes: recuperação do esquema, construção do prompt, geração de SQL, validação, execução, recuperação de erros e formatação dos resultados.
Adicionar armazenamento em cache de consultas (a mesma pergunta → o mesmo SQL) reduz drasticamente a latência e os custos do LLM em consultas repetidas.
import hashlib
query_cache = {}
def cached_nl_to_sql(question, schema_hash, conn):
cache_key = hashlib.md5((question + schema_hash).encode()).hexdigest()
if cache_key in query_cache:
print('Cache hit!')
sql = query_cache[cache_key]
else:
schema = get_schema(conn)
sql = llm_generate_sql(question, schema)
query_cache[cache_key] = sql
result = execute_query(conn, sql)
return format_results(result, question)Verificação de conhecimento
Qual é a ordem correta das etapas no fluxo de um agente de NL para SQL?
Recapitulação: arquitetura de NL para SQL
Os agentes de NL para SQL convertem perguntas em linguagem natural em consultas SQL executáveis por meio de um fluxo estruturado: injetar o esquema → gerar SQL → executar → formatar → retornar.
Os principais desafios são a ambiguidade nas perguntas dos usuários, esquemas grandes que excedem as janelas de contexto e diferenças entre dialetos SQL nos bancos de dados. Os ciclos de recuperação de erros lidam com SQL gerado pelo LLM que falha na primeira execução.
Perguntas Frequentes
A aula “Como funcionam os agentes de NL para SQL” é grátis?
Sim — o texto completo de “Como funcionam os agentes de NL para SQL” é grátis para ler aqui na web. Para praticá-la interativamente (um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7) e desbloquear o restante do curso de AI Agents, atualize para CoddyKit PRO. O curso de AI Agents inclui 4 aulas no total.
O que vou aprender em “Como funcionam os agentes de NL para SQL”?
Injeção de esquema, geração e execução de consultas e formatação de resultados. Você pratica AI Agents com código prático que executa diretamente no navegador, e um tutor de IA 24/7 responde suas dúvidas enquanto trabalha na aula.
Preciso ter experiência prévia para começar AI Agents?
Nenhuma experiência prévia é necessária. AI Agents no CoddyKit é estruturado para alunos iniciantes até avançados, então você pode começar aqui ou desde o início e aprender no seu ritmo. Esta é a aula 1 de 4.
Quanto tempo leva a aula “Como funcionam os agentes de NL para SQL”?
A maioria das aulas CoddyKit leva cerca de 5–10 minutos. Cada uma é compacta e interativa, então você faz progresso constante e retoma exatamente de onde parou entre web e app.
Posso escrever e executar código nesta aula de AI Agents?
Sim. Cada aula de AI Agents inclui um editor de código integrado, então você escreve e executa código real direto no navegador e recebe feedback de IA instantaneamente — nenhuma configuração local necessária.
Todas as aulas deste curso
- Como funcionam os agentes de NL para SQL
- Compreensão e injeção de esquemas
- Gerando e validando consultas SQL
- Lidando com perguntas ambíguas sobre bancos de dados