Решение: Тест по реляционной алгебре в САПР

Реши задачу: Операции реляционной алгебры составить сформулировать по 5 вопросов (с вариантами ответов: правильными и не точными) для формирования базы тестовых вопросов.$CATEGORY:Тест по модулю Введение в системы автоматизированного проектирования по курсу Средства автоматизированного проектирования ::01:: Что такое Компас 3D? { ~ Программа для создания текстовых документов. = Программа для трехмерного проектирования. ~ Операционная система. ~ Программа для редактирования фотографий. } ::02:: Для чего используется Компас 3D? { ~ Для создания презентаций. = Для создания и редактирования 3D-моделей и чертежей. ~ Для просмотра видео. ~ Для написания программного кода. } ::03:: Какая операционная система указана в минимальных требованиях для Компас 3D? { ~ macOS. ~ Linux. = Windows 7/8/10 (64-разрядная версия). ~ Android. } Реши задачу: 5. π(FIO) σ(D.JOB=C.JOB & YEAR=1977 & PAY=5000 ) D(A MINUS B) × C 6. π(A.FIO, A.JOB) σ(A.JOB=C.JOB & PAY=20000) MINUS π(A.FIO, A.JOB) σ(A.CHAIR=25) 1.3. Нормализация отношений Различают следующие проблемы в базах данных: 1. избыточность данных; 2. аномалии обновления; 3. аномалии удаления; 4. аномалии ввода. Избыточность данных характеризуется наличием в кортежах отношений повторяющейся информации. Многократное дублирование данных приводит к неоправданному увеличению занимаемого объема внешней памяти. Аномалии обновления, прежде всего, связанны с избыточностью данных, что приводит к проблемам при их изменении. При изменении повторяющихся данных придется многократно изменять их значения, однако, если изменения будут внесены не во все кортежи, возникнет несоответствие информации, которое называется аномалией обновления. Аномалии удаления могут возникать при удалении записей из ненормализованных таблиц и характеризуются вероятностью удаления не всех дублированных кортежей. Аномалии ввода возникают при добавлении в таблицу новых записей, обычно в поля с ограничениями NOT NULL (не пустые). Когда в отношение на данный момент времени невозможно ввести однозначную информацию. Нормализация схемы отношения выполняется путём декомпозиции схемы. Декомпозиция отношения не должна приводить к потере зависимостей между атрибутами сущностей. Для декомпозиции должна существовать операция реляционной алгебры, применение которой позволит восстановить исходное отношение. Первая нормальная форма (1НФ). Отношение приведено к 1НФ, если все его атрибуты простые и каждая ее строка содержит только одно значение для каждого атрибута (см. рисунок 1.18). Рисунок 1.18 – Приведение к 1НФ Приведем отношение СТУДЕНТ (№_зачетки, Фамилия, Группа, Факультет, Семестр, Предмет, Преподаватель, Вид_Работы, Оценка) к 3НФ. Данное отношение уже находится в 1НФ, так как каждый атрибут содержит одно значение. № зачетки Семестр Предмет Фамилия Группа Факультет Преподаватель Вид_работы Оценка 01 1 Химия Панов Г1 Ф1 Сомов Экз Отл 01 1 Физика Панов Г1 Ф1 Петров Экз Отл 01 1 История Панов Г1 Ф1 Львов Экз Отл 02 1 Химия Туров Г2 Ф1 Сомов Экз Хор 02 1 Физика Туров Г2 Ф1 Петров Экз Отл 02 1 История Туров Г2 Ф1 Львов Экз Хор Первичным ключом в отношении СТУДЕНТ является группа атрибутов (составной ключ): {№_зачетки, Семестр, Предмет}. Вторая нормальная форма (2НФ). Отношение находится во 2НФ, если оно приведено к 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа. Функциональная зависимость. Поле В таблицы функционально зависит от поля А той же таблицы в том и только в том случае, когда в любой заданный момент времени для каждого из различных значений поля А обязательно существует только одно из различных значений поля В. Отметим, что здесь допускается, что поля А и В могут быть составными. Полная функциональная зависимость. Поле В находится в полной функциональной зависимости от составного поля А, если оно функционально зависит от А и не зависит функционально от любого подмножества поля А. Для того чтобы привести отношение ко 2НФ, нужно: 1. построить его проекцию, исключив атрибуты, которые не находятся в функционально полной зависимости от составного ключа; 2. построить дополнительные проекции на часть составного ключа и атрибуты, функционально зависящие от этой части ключа. Для предметной области справедливы следующие функциональные зависимости: F1 = №_зачетки -> Фамилия, Группа, Факультет F2 = №_зачетки, Семестр, Предмет -> Преподаватель, Вид_Работы, Оценка F3 = №_зачетки, Семестр, Предмет -> Фамилия, Группа, Факультет F4 = №_зачетки, Семестр, Предмет -> Оценка F5 = Предмет -> Преподаватель F6 = Семестр, Предмет -> Вид_Работы F7 = Группа -> Факультет. Функциональная зависимость F3 является неполной, т.к. набор атрибутов {Фамилия, Группа, Факультет}, в соответствии с F1, функционально зависит от атрибута №_зачетки, входящего в состав атрибутов левой части функциональной зависимости F3. Проекции в результате декомпозици: R1 (PK(№_зачетки), Фамилия, Группа, Факультет) R2 (PK(№_зачетки, Семестр, Предмет), Преподаватель, Вид_Работы, Оценка). Отношение R1 № зачетки (PK) Фамилия Группа Факультет 01 Панов Г1 Ф1 02 Туров Г2 Ф1 Отношение R2 № зачетки Семестр Предмет Преподаватель Вид работы Оценка PK 01 1 Химия Сомов Экз Отл 01 1 Физика Петров Экз Отл 01 1 История Львов Экз Отл 02 1 Химия Сомов Экз Хор 02 1 Физика Петров Экз Отл 02 1 История Львов Экз Хор Отношение R2 не находится во 2НФ: 1. неполная функциональной зависимости непервичного атрибута Преподаватель от ключа отношения 2. неполная функциональной зависимости атрибута Вид_Работы от ключа отношения Проекции в результате декомпозиции отношения R2: R3 (PK(№_зачетки, Семестр, Предмет), Оценка) R4 (PK(Предмет), Преподаватель) R5 (PK(Семестр, Предмет), Вид_Работы) Третья нормальная форма (3НФ). Отношение находится в 3НФ тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия (Кодд): отношение находится во второй нормальной форме и ни один неключевой атрибут не находится в транзитивной функциональной зависимости от потенциального ключа. Определение 3НФ запрещает наличие транзитивных зависимостей между непервичными атрибутами, поэтому анализу подлежит только отношение R1 (PK(№_зачетки), Фамилия, Группа, Факультет), в котором присутствует несколько непервичных атрибутов. В результате получатся две проекции: R6 (PK(№_зачетки), Фамилия, Группа) R7 (PK(Группа), Факультет). Результат приведения к 3НФ отношения «Студент»: 1. R7 (№_зачетки, Фамилия, Группа(FK)) 2. R6 (Группа, Факультет) 3. R3 (№_зачетки, Семестр, Предмет, Оценка) 4. R4 (Предмет, Преподаватель) 5. R5 (Семестр, Предмет, Вид_Работы) Первая нормальная форма 1. Каждая строка содержит данные, относящиеся к одному объекту или его части 2. Каждый столбец должен иметь уникальное имя 3. Каждый столбец содержит данные одного атрибута объекта. Все элементы столбца должны быть одного типа 4. Две строки таблицы не могут быть идентичны 5. Порядок строк и столбцов в отношении не имеет значение Вторая нормальная форма 1. Таблица должны быть в первой нормальной форме 2. Все неключевые атрибуты должны зависеть от всех ключевых атрибутов Третья нормальная форма 1. Таблица должны быть во второй нормальной форме 2. Таблица не должна иметь неключевые атрибуты, находящиеся в транзитивной зависимости от первичного ключа 1.4. СУБД PostgreSQL. Язык SQL PostgreSQL — это реляционная система управления базами данных (РСУБД). Это означает, что это система управления данными, представленными в виде отношений (relation). Отношение — это математически точное обозначение таблицы. Хранение данных в таблицах так распространено сегодня, что это кажется самым очевидным вариантом, хотя есть множество других способов организации баз данных. PostgreSQL — СУБД с открытым исходным кодом, основой которого был код, написанный в Беркли. Она поддерживает большую часть стандарта SQL и предлагает множество современных функций: • сложные запросы • внешние ключи Реши задачу: По этой теме,нормализация отношений составить сформулировать по 5 вопросов (с вариантами ответов: правильными и не точными) для формирования базы тестовых вопросов.$CATEGORY:Тест по модулю Введение в системы автоматизированного проектирования по курсу Средства автоматизированного проектирования ::01:: Что такое Компас 3D? { ~ Программа для создания текстовых документов. = Программа для трехмерного проектирования. ~ Операционная система. ~ Программа для редактирования фотографий. } ::02:: Для чего используется Компас 3D? { ~ Для создания презентаций. = Для создания и редактирования 3D-моделей и чертежей. ~ Для просмотра видео. ~ Для написания программного кода. } Реши задачу: определение данных1) SQL DDL - языка определения данных (DDL) даёт возможность независимо создавать базу данных, определять её структуру, использовать, а затем сбрасывать по завершению манипуляций; 2) SQL DML - языка управления данными (DML) для поддержки уже существующих баз данных на эффективном с точки зрения трудозатрат и производительности языке ввода, изменения и извлечения данных в отношении базы данных; 3) SQL DCL - язык контроля данных (DCL), когда нужно защитить свою базу данных от повреждения и неправильного использования. 1.4.1. Определение данных Для создания новой таблицы в базе данных, необходимо использовать команду CREATE TABLE, при выполнении которой необходимо указать имя таблицы и перечислить все имена столбцов и их типы. CREATE TABLE Товары ( Название товара varchar(80), Категория varchar(80), Цена за единицу real, Дата поставки date ); Основные категории типов данных: числовые типы (см. рисунок 1.19), символьные типы (см. рисунок 1.20), типы дата/время (см. рисунок 1.21). Рисунок 1.19 – Числовые типы Рисунок 1.20 – Символьные типы Рисунок 1.21 – Типы дата/время Более подробное описание типов можно найти на сетевом ресурсе: https://postgrespro.ru/docs/postgresql/13/datatype (PostgreSQL : Документация: 13: Глава 8. Типы данных : Компания Postgres Professional). Любому столбцу можно назначить значение по умолчанию. Когда добавляется новая строка и каким-то её столбцам не присваиваются значения, эти столбцы принимают значения по умолчанию. CREATE TABLE Товары ( Название товара varchar(80), Категория varchar(80), Цена за единицу real DEFAULT 100, Дата поставки date ); Ограничения 1) Ограничение-проверка — наиболее общий тип ограничений. В его определении вы можете указать, что значение данного столбца должно удовлетворять логическому выражению (проверке истинности). CREATE TABLE Товары ( Название товара varchar(80), Категория varchar(80), Цена за единицу real CHECK (price > 0), Дата поставки date ); 2) Ограничения уникальности гарантируют, что данные в определённом столбце или группе столбцов уникальны среди всех строк таблицы. Ограничение записывается так: CREATE TABLE Товары ( Название товара varchar(80) UNIQUE, Категория varchar(80), Цена за единицу real CHECK (price > 0), Дата поставки date ); 3) Ограничение первичного ключа означает, что образующий его столбец или группа столбцов может быть уникальным идентификатором строк в таблице. CREATE TABLE Товары ( Код товара integer PRIMARY KEY, Название товара varchar(80) UNIQUE, Категория varchar(80), Цена за единицу real CHECK (price > 0), Дата поставки date ); 4) Ограничение внешнего ключа указывает, что значения столбца (или группы столбцов) должны соответствовать значениям в некоторой строке другой таблицы. Это называется ссылочной целостностью двух связанных таблиц. CREATE TABLE Категории ( Код категории integer PRIMARY KEY, Название категории varchar(80) UNIQUE ); CREATE TABLE Товары ( Код товара integer PRIMARY KEY, Название товара varchar(80) UNIQUE, Категория integer REFERENCES Категории (Код категории), Цена за единицу real CHECK (price > 0), Дата поставки date ); Добавление нового столбца ALTER TABLE Товары ADD COLUMN Описание text; Удаление столбца ALTER TABLE Товары DROP COLUMN Описание; Изменение значения по умолчанию ALTER TABLE Товары ALTER COLUMN Цена за единицу SET DEFAULT 1000; Изменение типа данных столбца ALTER TABLE Товары ALTER COLUMN Цена за единицу TYPE numeric(10,2); Переименование столбца ALTER TABLE Товары RENAME COLUMN Код товара TO Код; Добавление ограничений ALTER TABLE Товары ADD CHECK (Название товара ''); ALTER TABLE Категории ADD CONSTRAINT Ограничение1 UNIQUE (Название категории); 1.4.2. Модификация данных Добавление новых данных Добавление данных в таблицу «Категории» INSERT INTO Категория (Код категории, Название категории) VALUES (1, 'Мясные продукты'); или сокращенно (без указания имен столбцов): INSERT INTO Категория VALUES (1, 'Мясные продукты'); Добавление данных в таблицу «Товары» INSERT INTO Товары VALUES (1, 'Колбаса Краковская', 1, 1500, ’22.11.2000’); Код категории Название категории 1 Мясные продукты Код товара Название товара Категория Цена за единицу Дата 1 Колбаса Краковская 1 1500 22.11.2000 Изменение данных UPDATE Категория SET Название категории = ‘Полуфабрикаты’ WHERE Код категории = 1; UPDATE Товары SET Цена за единицу = 1000, Дата=’23.11.2020’ WHERE Код товара = 1; Удаление данных DELETE FROM Товары WHERE Код товара = 1;составить сформулировать по 5 вопросов (с вариантами ответов: правильными и не точными) для формирования базы тестовых вопросов.$CATEGORY:Тест по модулю Введение в системы автоматизированного проектирования по курсу Средства автоматизированного проектирования ::01:: Что такое Компас 3D? { ~ Программа для создания текстовых документов. = Программа для трехмерного проектирования. ~ Операционная система. ~ Программа для редактирования фотографий. } ::02:: Для чего используется Компас 3D? { ~ Для создания презентаций. = Для создания и редактирования 3D-моделей и чертежей. ~ Для просмотра видео. ~ Для написания программного кода. }