вопросы к зачету по БД A-13-05 с ответами (Вопросы и ответы к зачету по Базам данных)

Вопросы к зачету по дисциплине БД

(для гр. А-13-05)

1. Назовите основные виды моделей, используемых при проектировании БД. (стр.5 лекции)

3 уровня моделей бд выделяют при проектировании:

• Инфологическая(концептуальная) модель (концептуальное проектирование БД) для моделирования предметной области, которая будет формализовано описана.

• Логическая модель РМД

• Физическая модель

1. Определите основные элементы ER-модели.(стр.5-6 лекции)

Различают сильные (автономно, без связи) и слабые (если для него существует сильный объект) объекты. Отдельный элемент класса объекта -> экземпляр. Его атрибуты имеют конкретное значение. Из множества атрибутов выбирают те, которые позволяют однозначно идентифицировать объект -> ключ (ключевой атрибут)

1. Что такое реляционная модель данных (РМД). (стр.6-8 лекции)

Кодд предложил 4 действия: поиск, добавление, удаление, изменение. Для того, чтобы обеспечить эти действия Коддом была предложена реляционная алгебра. Элементы реляционной алгебры отношения и операции над ними.

Предложенные Коддом операции является полными: реляционная алгебра

• Традиционные(теор.множество(U∩/X), только над отношениями или одинаковую схему – нельзя создать новую схему – кроме X)

• Вертикальные столбцы – проекция(выд.подмножеств)

• Операция выбора: выделение картежей из отношений.(подробно в лекции)

• Операция соединения: является уточнением операции декартова произведения – позволяет создать отношения с новой схемой с какой-либо операцией.(подробно в лекции)

• Операция деления: позволяет сравнивать 2 отношения с разными схемами. Арность 1 > арности 2-го(делим/делит)(подробно в лекции)

1. Свойства табличного представления.

Таблицы - удобная для анализа и обработки форма представления информации.Таблициы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два или более объектов, называются таблицами типа "объект - объект".

Таблицы, в которых отражаются несколько свойств объекта, а все объекты принадлежат одному множеству, называются таблицами вида "объект - свойство".

Комбинирование в одной таблице нескольких таблиц вида "объект - объект" и "объект - свойство" позволяет построить таблицы более сложного вида, например таблицы "объекты - свойства - объекты".

Таблица характеризуется

-названием (а если таблиц несколько, то ещё и номером)

-количеством столбцов и их названиями (заголовками столбцов)

-количеством строк и их названиями (заголовками строк)

-содержимым ячеек, находящихся на пересечении столбцов и строк.

В случае многоуровневых заголовков строк и столбцов уровни заголовков стобцов называются ярусами, уровни заголовков строк - ступенями.

Основные элементы таблицы:

записи - строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту

поля - столбцы таблицы, содержащие, как правило,данные одного типа

реквизиты - конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы

Этапы приведения к табличному виду:

-анализ информации и выделение объектов, о которых идёт речь

-выделение свойств объектов и (или) отношений между ними.

-определение того, можно ли объекты объединить в некоторые подмножества, и в зависимости от этого определение количества уровней и ступеней в заголовках

-определение общего количества столбцов и порядка их расположения

-определение наименований столбцов и типа данных, которые там будут распологаться

-выбор порядка размещения строк и определение названия каждой строки таблицы

-занесение в ячейки таблицы реквизитов - данных (построчно или по столбцам)

Такая таблица обладает рядом свойств:

1. В таблице нет двух одинаковых строк.

2. Таблица имеет столбцы, соответствующие атрибутам отношения.

3. Каждый атрибут в отношении имеет уникальное имя.

4. Порядок строк в таблице произвольный.

1. Основные элементы понятия отношения.(стр.2 лекции)

• Отношения характеризуются доменом атрибута – один атрибут только на одном домене, но разные атрибуты могут быть определены на одном и том же домене.

• Любой атрибут отношения характеризуется именем и множеством принимаемых значений.

• Отношение R характеризуют не как декартово произведение, а схема, множество имен атрибутов обращающих отношения – схема. Количество атрибутов – ранг или мощность отношений.

• Картеж отношения(подробно страница 2 лекции)

• Логическая реляционная модель данных представляет собой совокупность отношений и связей между ними.

1. Понятие ключа отношения.

• Ключ отношений – совокупность атрибутов, значения которых однозначно определяют картеж отношений.

1. Определение 1НФ (стр.10-11 лекции) Нормальная форма – определенный набор требований, предъявленный к отношению, входящий в состав реляционной бд. [Проверить на нахождение в бд – взять отношение и проверить, если нет – то сделать так, чтобы оно находилось бы]

• 1-4 понятие функциональной зависимости

• 4,5 на основе других видов зависимости. Для того, чтобы проверить, необходимо уточнить понятие Нормальной формы.

• Каждая следующая, более строгая, чем предыдущая.

• 1-НФ основанная на анализе функциональной зависимости конкретного отклонения.

• 1-НФ – отношения находятся в первой нормальной форме, если все его атрибуты имеют атомарное, неделимое значение(даже без ключа) Привести: если есть поле не атом, то разбить и получить атомарное.

1. Определение 2НФ(стр.11 лекции) возникли для того, чтобы искать аномалии.

• Отношения находятся во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме и любой неключевой атрибут функционально полностью зависит от ключа(атрибут зависит от ключа целиком, а не от части)

• Анализ на нахождение во второй нормальной форме требует проверки на минимизацию значений ключа: если более, чем из 1-го атрибута, то смотрим, требует ли ……

1. Определение 3НФ(стр.11 лекции)

• Если оно находится во второй нормальной форме и любой неключевой атрибут не транзит. зависит от ключа. Анализ: между некоторыми атрибутами не существует функциональной зависимости.

1. Определение НФБК(стр.11 лекции) 4НФ Боиса-Кодда

• Отсутствие функциональной зависимости между атрибутами, входящими в первичный ключ.

Условия:

• Существует более, чем один вероятностный ключ

• Вероятностные ключи находятся в 4НФ(составные вероятностные ключи)

• Если атрибуты вероятностных ключей пересекаются(состоящие из одних и тех же атрибутов)

1. Понятие функциональной зависимости.

• А однозначно определяет В (когда атрибут В сущности Е функционально зависит атрибута А сущности Е тогда и только тогда, когда каждое значение А в Е связало с ним точно одно значение В в Е)

1. Для чего используются функциональные зависимости

Ну, эт наверное чтобы меньше вводить было, ну и они сами собой возникают, а значимт, чтобы не было ошибок, нужно их использовать(связность), был пример, что если у двух студентов одна группа, то достаточно странно, если у нх разные старосты/кураторы

1. Формулировка теоремы Хита.

1. Аксиомы Армстронга.(стр. 5 практика)

• Рефлексивность: Y c X c W, X->Y

• Пополнения: X->Y Z c U XZ->YZ

• Транзитивность: X->Y и Y->V => X->V

• Декомпозиция: X->Y и Z c Y => X->Z

• Объединение: X->Y и X->Z => X->YZ (детерминант)

• Композиция: X->Y и Z->V XZ->YV

• X->X

1. Основные виды аномалий.(стр.9-10 лекции) Аномалии в БД – ситуации, которые вызывают ухудшение характеристик работы с БД.(из-за присутствия в модели неуправляемой избыточности)

N3K	ФИО	ГР	Староста	Куратор
1 2 3	Ф1 Ф2 Ф3	Г1 Г2 Г3	Ст1 Ст2 Ст3	К1 К2 К3

• Включения (Все согласовано, вкл.кортеж. Информация о старосте, группе и кураторе: включить – проверить. Если включить в группу студентов, где не определен староста и куратор, т.е. нельзя определиять N3K)

• Удаления (Если удаляем информацию отн-а к 3-ей записи, то информация о старосте и кураторе теряется целиком)

• Модификации (Изменение информации о кураторе => надо изменить более, чем 1 картеж. Требования, критерии качества: обеспечивать минимизацию избыточности, ключевые атрибуты по возможности минимального размера, при выполнении оп. Вкл./Удал./мод. не возникают аномалии.

Аномалии приводят к тому, что БД находятся в несогласованном состоянии.

1. Понятие избыточности данных в БД.

1) данные в таблице являются избыточными. Например, адрес одной и той же фирмы повторяется несколько раз. Если таблица будет большой, то из-за избыточных данных нам потребуется много места на хранение, а производительность работы с таблицей упадет;

2) очень легко ошибиться, указав разный адрес (или адрес по разному для одной и той же фирмы)

3) при изменении, к примеру, адреса для фирмы нам потребуется этот адрес поменять во всех записях для данной фирмы.

Кроме того, проблема с нашей таблицей заключается в том, что разнородные данные в столбце "конт. лица" слиты в единое целое. Один из принципов работы с базами данных заключается в том, что обычно очень просто свести в результате запроса вместе данные из разных столбцов, и очень сложно - произвести дальнейшую детализацию, то есть выделить, к примеру, из последнего столбца телефон.

1. Назначение процесса нормализации(стр.10лекции) Найти некоторый способ и набор правил, который обеспечивает удовлетворение требований. В основе этого процесса лежит понятие нормализации.

• Нормализация - процесс перевода модифицированной БД от одного набора отношений к другому набору; пошаговый процесс замены одной БД другой.

1. Свойства декомпозиции.

1. Специфика реализации теоретико-множественных операций в реляционной алгебре.

Рассмотрим основные операции над отношениями, которые могут представлять интерес с точки зрения извлечения данных из реляционных таблиц. Это объединение, пересечение, разность, расширенное декартово произведение отношений, а также специальные операции над отношениями: выборка, проекция и соединение.

Для иллюстрации теоретико-множественных операций над отношениями введем абстрактные отношения (таблицы) с некоторыми атрибутами (полями).

Операция выборки - построение горизонтального подмножества, т.е. подмножества кортежей, обладающих заданными свойствами.

Операция выборки работает с одним отношением R и определяет результирующее отношение, которое содержит только те кортежи (строки) отношения R, которые удовлетворяют заданному условию F (предикату).

Операция проекции - построение вертикального подмножества отношения, т.е. подмножества кортежей, получаемого выбором одних и исключением других атрибутов.

Операция проекции работает с одним отношением R и определяет новое отношение, которое содержит вертикальное подмножество отношения R, создаваемое посредством извлечения значений указанных атрибутов и исключения из результата строк-дубликатов.