Решение задачи: Операции реляционной алгебры (САПР)

Хорошо, давайте разберем предоставленные выражения реляционной алгебры и затем перейдем к вопросам по нормализации и PostgreSQL.

Разбор выражений реляционной алгебры

Выражение 5

\[ \pi_{FIO} \sigma_{D.JOB=C.JOB \land YEAR=1977 \land PAY=5000 } (D \setminus B) \times C \] Разберем это выражение по шагам: 1. **\(D \setminus B\)**: Это операция разности. Она выбирает все кортежи (строки) из отношения \(D\), которые не присутствуют в отношении \(B\). Предполагается, что отношения \(D\) и \(B\) имеют одинаковую схему (одинаковое количество и типы атрибутов). 2. **\((D \setminus B) \times C\)**: Это декартово произведение результата предыдущей операции \((D \setminus B)\) с отношением \(C\). Каждый кортеж из \((D \setminus B)\) будет объединен с каждым кортежем из \(C\). Если \((D \setminus B)\) имеет \(m\) строк и \(n\) столбцов, а \(C\) имеет \(p\) строк и \(q\) столбцов, то результатом будет отношение с \(m \times p\) строк и \(n+q\) столбцов. 3. **\(\sigma_{D.JOB=C.JOB \land YEAR=1977 \land PAY=5000 } (\dots)\)**: Это операция выборки (селекции). Она применяется к результату декартова произведения. Выбираются только те кортежи, которые удовлетворяют всем трем условиям: * Значение атрибута `JOB` из отношения \(D\) (или из \((D \setminus B)\)) равно значению атрибута `JOB` из отношения \(C\). * Значение атрибута `YEAR` равно 1977. * Значение атрибута `PAY` равно 5000. (Предполагается, что атрибуты `YEAR` и `PAY` присутствуют в одном из отношений, участвующих в декартовом произведении, или в обоих, и их принадлежность однозначна или указана явно, как `D.YEAR` или `C.YEAR`.) 4. **\(\pi_{FIO} (\dots)\)**: Это операция проекции. Она применяется к результату выборки. Из всех атрибутов, полученных на предыдущем шаге, выбирается только атрибут `FIO`. Результатом будет отношение, содержащее только столбец `FIO` (Фамилия Имя Отчество) без дубликатов. **Смысл выражения:** Выражение находит Фамилии Имена Отчества (FIO) сотрудников, которые: 1. Присутствуют в отношении \(D\), но отсутствуют в отношении \(B\). 2. Имеют должность (JOB), совпадающую с должностью (JOB) из отношения \(C\). 3. Имеют год (YEAR) равный 1977. 4. Имеют зарплату (PAY) равную 5000.

Выражение 6

\[ \pi_{A.FIO, A.JOB} \sigma_{A.JOB=C.JOB \land PAY=20000} (A \times C) \setminus \pi_{A.FIO, A.JOB} \sigma_{A.CHAIR=25} (A) \] Это выражение представляет собой разность двух подвыражений. **Левая часть выражения:** \(\pi_{A.FIO, A.JOB} \sigma_{A.JOB=C.JOB \land PAY=20000} (A \times C)\) 1. **\(A \times C\)**: Декартово произведение отношений \(A\) и \(C\). Объединяет каждый кортеж из \(A\) с каждым кортежем из \(C\). 2. **\(\sigma_{A.JOB=C.JOB \land PAY=20000} (\dots)\)**: Выборка из результата декартова произведения. Выбираются кортежи, где: * Значение атрибута `JOB` из отношения \(A\) равно значению атрибута `JOB` из отношения \(C\). * Значение атрибута `PAY` (предполагается, что он находится в \(C\)) равно 20000. 3. **\(\pi_{A.FIO, A.JOB} (\dots)\)**: Проекция из результата выборки. Выбираются только атрибуты `FIO` и `JOB` из отношения \(A\). **Смысл левой части:** Получить Фамилии Имена Отчества (FIO) и Должности (JOB) сотрудников из отношения \(A\), чья должность совпадает с должностью из отношения \(C\), и зарплата (PAY) в \(C\) равна 20000. **Правая часть выражения:** \(\pi_{A.FIO, A.JOB} \sigma_{A.CHAIR=25} (A)\) 1. **\(\sigma_{A.CHAIR=25} (A)\)**: Выборка из отношения \(A\). Выбираются кортежи, где значение атрибута `CHAIR` (кафедра) из отношения \(A\) равно 25. 2. **\(\pi_{A.FIO, A.JOB} (\dots)\)**: Проекция из результата выборки. Выбираются только атрибуты `FIO` и `JOB` из отношения \(A\). **Смысл правой части:** Получить Фамилии Имена Отчества (FIO) и Должности (JOB) сотрудников из отношения \(A\), которые работают на кафедре с номером 25. **Общий смысл выражения:** Выражение находит Фамилии Имена Отчества (FIO) и Должности (JOB) сотрудников, которые: 1. Имеют должность, совпадающую с должностью из отношения \(C\), и зарплату в \(C\) равную 20000. 2. **И при этом не** работают на кафедре с номером 25. То есть, это список сотрудников, удовлетворяющих первому условию, но не второму. ---

1.3. Нормализация отношений

Вопросы по нормализации отношений

::01:: Какая из перечисленных проблем в базах данных характеризуется наличием повторяющейся информации в кортежах отношений? { ~ Аномалии обновления. = Избыточность данных. ~ Аномалии удаления. ~ Аномалии ввода. } ::02:: Что такое аномалия обновления? { ~ Проблема при добавлении новых записей в таблицу. = Несоответствие информации, возникающее при изменении повторяющихся данных, если изменения внесены не во все дубликаты. ~ Удаление не всех дублированных кортежей. ~ Увеличение занимаемого объема внешней памяти. } ::03:: Отношение находится в Первой нормальной форме (1НФ), если: { ~ Все неключевые атрибуты функционально полно зависят от составного ключа. = Все его атрибуты простые и каждая ее строка содержит только одно значение для каждого атрибута. ~ Ни один неключевой атрибут не находится в транзитивной функциональной зависимости от потенциального ключа. ~ Оно не содержит избыточных данных. } ::04:: Какое условие должно быть выполнено для отношения, чтобы оно находилось во Второй нормальной форме (2НФ)? { ~ Оно должно быть в 3НФ. ~ Оно не должно иметь транзитивных зависимостей. = Оно должно быть в 1НФ, и каждый неключевой атрибут должен функционально полно зависеть от составного ключа. ~ Все атрибуты должны быть простыми. } ::05:: Что такое транзитивная функциональная зависимость? { ~ Зависимость атрибута от части составного ключа. ~ Зависимость атрибута от всего составного ключа. = Зависимость неключевого атрибута от другого неключевого атрибута через первичный ключ. ~ Зависимость первичного ключа от неключевого атрибута. } ::06:: Какая функциональная зависимость из приведенных в тексте (F1-F7) является неполной? { ~ F1 = №_зачетки -> Фамилия, Группа, Факультет. ~ F2 = №_зачетки, Семестр, Предмет -> Преподаватель, Вид_Работы, Оценка. = F3 = №_зачетки, Семестр, Предмет -> Фамилия, Группа, Факультет. ~ F5 = Предмет -> Преподаватель. } ::07:: Отношение находится в Третьей нормальной форме (3НФ), если: { ~ Оно находится в 1НФ и не имеет избыточности. ~ Оно находится в 1НФ и все атрибуты простые. = Оно находится во 2НФ и ни один неключевой атрибут не находится в транзитивной функциональной зависимости от потенциального ключа. ~ Оно находится во 2НФ и не имеет аномалий ввода. } ::08:: Что является первичным ключом в исходном отношении СТУДЕНТ (№_зачетки, Фамилия, Группа, Факультет, Семестр, Предмет, Преподаватель, Вид_Работы, Оценка)? { ~ {№_зачетки}. ~ {№_зачетки, Фамилия}. = {№_зачетки, Семестр, Предмет}. ~ {№_зачетки, Семестр, Предмет, Оценка}. } ::09:: Какая из проблем нормализации связана с невозможностью ввести однозначную информацию в поля с ограничениями NOT NULL при добавлении новых записей? { ~ Избыточность данных. ~ Аномалии обновления. ~ Аномалии удаления. = Аномалии ввода. } ::10:: Для чего выполняется декомпозиция схемы отношения при нормализации? { ~ Для увеличения количества атрибутов. ~ Для потери зависимостей между атрибутами. = Для устранения избыточности и аномалий, при этом должна существовать операция для восстановления исходного отношения. ~ Для изменения типов данных атрибутов. } ---

1.4. СУБД PostgreSQL. Язык SQL

Вопросы по PostgreSQL и SQL

::01:: Что такое PostgreSQL? { ~ Операционная система. = Реляционная система управления базами данных (РСУБД). ~ Язык программирования. ~ Программа для редактирования изображений. } ::02:: Что означает термин "реляционная" в контексте СУБД? { ~ Система управляет данными, представленными в виде графиков. ~ Система управляет данными, представленными в виде иерархической структуры. = Система управляет данными, представленными в виде отношений (таблиц). ~ Система управляет данными, представленными в виде текстовых документов. } ::03:: Какое из утверждений верно относительно PostgreSQL? { ~ Это проприетарная СУБД с закрытым исходным кодом. ~ Она не поддерживает стандарт SQL. = Это СУБД с открытым исходным кодом, поддерживающая большую часть стандарта SQL. ~ Она предназначена только для работы с неструктурированными данными. } ::04:: Что из перечисленного является одной из современных функций, предлагаемых PostgreSQL? { ~ Отсутствие поддержки внешних ключей. ~ Только простые запросы. = Поддержка сложных запросов и внешних ключей. ~ Исключительно платное использование. } ::05:: Что такое "отношение" в контексте реляционных баз данных? { ~ Связь между двумя файлами. ~ Математически точное обозначение записи. = Математически точное обозначение таблицы. ~ Связь между двумя базами данных. }