Sem II (Datenbanken)

Question 1

Was ist eine Datenbank und welche Hauptfunktionen erfüllt sie?

Answer 1

Eine Datenbank ist ein System zur Speicherung großer Datenmengen, das Daten widerspruchsfrei, dauerhaft und effizient speichert und sie für Benutzer und Anwendungen bereitstellt. Ein Datenbanksystem besteht aus einem Datenbankmanagementsystem (DBMS) und der eigentlichen Datenbank (DB).

Question 2

Welche Probleme löst der Einsatz von Datenbanken im Vergleich zur einfachen Dateispeicherung auf Festplatten?

Answer 2

Базы данных предотвращают избыточное хранение данных, обеспечивают безопасность данных и многопользовательский доступ, а также позволяют стандартизированное, централизованное хранение данных. Кроме того, они обеспечивают безопасность транзакций и защиту доступа.

Question 3

Welche wesentlichen Prinzipien beschreiben die Codd’schen Regeln für relationale Datenbanken?

Answer 3

Die neun Codd’schen Regeln beinhalten: Integration der Daten, Operationen (Speichern, Suchen, Ändern), Zugriff über ein Data Dictionary, Benutzerrechte, Integritätssicherung, Datenschutz, Transaktionsmanagement, Synchronisation paralleler Transaktionen und Datensicherung.

Question 4

Welche Phasen umfasst der Datenbankentwurf?

Answer 4

1) Anforderungsanalyse
2) Konzeptueller Entwurf (z.B. ER-Schema)
3) Implementationsentwurf
4) Physischer Entwurf (Optimierung auf Speicherebene)

Question 5

Was beschreibt ein Entity-Relationship-Modell (ER-Modell)?

Answer 5

Das ER-Modell bildet reale Objekte (Entitäten) und deren Beziehungen ab. Es dient als konzeptuelles Schema und ist unabhängig von der späteren Implementierung in einer relationalen Datenbank.

Question 6

Wie erfolgt die Transformation vom konzeptuellen zum Implementierungsschema?

Answer 6

Zuerst wird die Realität durch ein ER-Schema abgebildet. Dieses konzeptuelle Schema wird dann manuell oder halbautomatisch in ein relationales Schema oder ein objektorientiertes Schema überführt.

Question 7

Nenne und beschreibe die verschiedenen Schemakonzepte.

Answer 7

Hierarchisches Schema: Daten sind in einer Baumstruktur organisiert.
Netzwerk-Schema: Daten haben netzwerkartige Verbindungen.
Relationales Schema: Daten sind in Tabellen mit Zeilen und Spalten organisiert.
Objektorientiertes Schema: Daten sind als Objekte mit Methoden organisiert.

Question 8

Welche Funktionen übernimmt SQL in einem Datenbanksystem?

Answer 8

Mit SQL können Daten eingefügt, geändert, abgefragt, verknüpft und aggregiert werden. Auch das Löschen von Daten ist über SQL möglich.

Question 9

Welche modernen Datenbankentwicklungen gibt es?

Answer 9

Zu den Entwicklungen gehören hochskalierbare parallele Datenbanksysteme, Datenstromverarbeitung (z.B. Börseninfos), XML-/JSON-Datenbanken für semistrukturierte Daten, Multimediadatenbanken und mobile Datenbanken für Kleinstgeräte.

Question 10

Welche Probleme traten bei der Datenverwaltung vor der Einführung von Datenbanksystemen auf?

Answer 10

Ранее каждая прикладная система управляла своими собственными данными, что приводило к многократному, избыточному хранению данных. Не было централизованного хранения данных, что приводило к растрате места для хранения, изменения в данных могли быть упущены, и не существовало единого управления для многопользовательской работы.

Question 11

Welche Herausforderung stellt sich bei der konzeptuellen Modellierung von Datenbanken?

Answer 11

Наибольшая сложность заключается в том, чтобы преобразовать реальный мир в модель, которую может обработать компьютер

Question 12

Почему реляционная база данных превосходит простую файловую систему?

Answer 12

Реляционные базы данных устраняют избыточность, позволяют связывать данные, обеспечивают многопользовательский доступ, гарантируют безопасность транзакций, защищают от потери данных и обеспечивают целостность и ограничение доступа.

Question 13

Was versteht man unter Datenunabhängigkeit?

Answer 13

Независимость данных означает, что пользователи и прикладные программы могут получать доступ к данным, не зная внутренней структуры или физического хранения данных. Это облегчает программирование и использование данных.

Question 14

Какие сложности возникают при доступе нескольких пользователей к одним и тем же данным без использования СУБД?

Answer 14

Без СУБД возникают проблемы, такие как неконтролируемый параллельный доступ к данным, что может привести к несоответствиям. Транзакции также могут не синхронизироваться должным образом, что приводит к потере данных или ошибкам.

Question 15

В чем разница между логическим и физическим проектированием базы данных?

Answer 15

Логическое проектирование описывает структуру базы данных на абстрактном уровне (например, в виде таблиц и связей),
тогда как физическое проектирование касается фактического хранения данных на носителях, включая индексацию и оптимизацию хранения.

Question 16

Was versteht man unter einem Datenbankkatalog (Data Dictionary)?

Answer 16

Каталог базы данных — это центральный компонент системы управления базами данных, который хранит метаданные о базе данных, такие как структура таблиц и права доступа. Он служит для предоставления информации о базе данных пользователям и программам.

Question 17

Welche Kriterien sind bei der Bewertung von Datenbankschemata wichtig?

Answer 17

Важные критерии для оценки схемы базы данных включают избегание избыточности, поддержку многопользовательской работы, обеспечение целостности и защиты данных, а также гибкость для расширения и адаптации.

Question 18

Почему управление транзакциями важно в системе управления базами данных?

Answer 18

Управление транзакциями гарантирует, что несколько операций в базе данных рассматриваются как единое целое. Это обеспечивает выполнение либо всех изменений транзакции полностью, либо ни одного, что гарантирует целостность данных (принцип ACID).

Question 19

Какие операции включает реляционная алгебра, и как она используется для запроса данных?

Answer 19

Реляционная алгебра включает операции, такие как селекция, проекция, объединение, разность, декартово произведение и соединение. Эти операции используются для извлечения и связывания конкретных наборов данных из реляционной базы данных.

Question 20

Какие типы баз данных существуют сегодня, и для чего они используются?

Answer 20

XML-/JSON-базы данных: Для работы с полуструктурированными данными.
Мультимедийные базы данных: Для управления изображениями, видео и аудиофайлами.
Обработка потоковых данных: Для обработки данных в реальном времени.
Мобильные базы данных: Для управления данными на мобильных устройствах.

Question 21

Was ist ein relationales Datenbankschema?

Answer 21

это структура, определяющая таблицы базы данных. Она состоит из атрибутов (столбцов) и отношений (таблиц), где каждая таблица представлена схемой отношений. Кортежи (строки) представляют записи, и каждое значение атрибута относится к определённому типу данных.

Question 22

Was sind die Eigenschaften einer relationalen Tabelle?

Answer 22

1) Все записи в одном столбце имеют одинаковый тип.
2) Все строки уникальны, не может быть повторяющихся строк.
3) Порядок строк не имеет значения.
4) Имена таблиц уникальны в пределах системы базы данных.
5) Каждый столбец обозначен именем (атрибутом).

Question 23

Was versteht man unter einem Primärschlüssel?

Answer 23

Первичный ключ — это атрибут или комбинация атрибутов, которые однозначно идентифицируют каждую запись в таблице. Первичный ключ не может содержать дублирующихся или пустых значений.

Question 24

Wie wird eine Tabelle in PostgreSQL erstellt?

Answer 24

CREATE TABLE

CREATE TABLE kunden (
    nr INTEGER PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(20),
    adresse VARCHAR(20)
);

Question 25

Wie fügt man Daten in eine Tabelle ein?

Answer 25

INSERT INTO

INSERT INTO kunden (nr, name, adresse) 
VALUES (1, 'Hans Wurst', 'Berliner Strasse 20');

Question 26

Wie kann man Daten in einer Tabelle aktualisieren?

Answer 26

UPDATE

UPDATE kunden SET adresse 
= 'Wilhelminenhofstrasse' WHERE nr = 1;

Question 27

Wie löscht man Datensätze in einer Tabelle?

Answer 27

DELETE FROM

DELETE FROM kunden WHERE nr = 1;

Question 28

Wie fragt man Daten aus einer Tabelle ab?

Answer 28

SELECT

SELECT name FROM kunden WHERE nr = 1;

Question 29

Что такое ссылочная целостность?
Was ist referenzielle Integrität?

Answer 29

Ссылочная целостность означает, что отношения между таблицами с использованием внешних ключей поддерживаются в согласованном состоянии. Внешний ключ одной таблицы ссылается на первичный ключ другой (или той же) таблицы, чтобы гарантировать, что не будут введены некорректные данные.

Question 30

Wie definiert man einen Fremdschlüssel in PostgreSQL?

Answer 30

REFERENCES

CREATE TABLE bestellungen (
    kunde INTEGER REFERENCES kunden(nr),
    artikel VARCHAR(20),
    anzahl INTEGER,
    preis FLOAT
);

Question 31

Was ist das kartesische Produkt in SQL?

Answer 31

Декартово произведение — это комбинация всех возможных кортежей из двух таблиц. Оно представляется оператором × и соединяет каждую строку первой таблицы с каждой строкой второй таблицы.

Question 32

Wie erstellt man eine Tabelle mit zusammengesetztem Primärschlüssel?

Answer 32

CREATE TABLE bestellungen (
    datum VARCHAR(10),
    kunde INTEGER,
    artikel VARCHAR(20),
    anzahl INTEGER,
    preis FLOAT,
    PRIMARY KEY (datum, kunde, artikel)
);

Question 33

Welche Arten von Datenbankschemata gibt es?

Answer 33

Иерархическая схема: Организует данные в виде древовидной структуры.
Сетевая схема: Похожа на иерархическую, но узлы могут иметь несколько родительских узлов.
Реляционная схема: Структурирует данные в виде таблиц.
Объектно-ориентированная схема: Использует концепции объектно-ориентированного программирования для организации данных.

Question 34

Was versteht man unter der referenziellen Integrität und wie wird sie in PostgreSQL sichergestellt?
Что такое ссылочная целостность и как она обеспечивается в PostgreSQL?

Answer 34

Ссылочная целостность гарантирует, что внешние ключи в таблице содержат допустимые ссылки на первичные ключи другой (или той же) таблицы. Это обеспечивается с помощью ключевого слова REFERENCES при создании таблицы:

CREATE TABLE bestellungen (
    kunde INTEGER REFERENCES kunden(nr)
);

Question 35

Was ist der Unterschied zwischen DELETE und DROP in SQL?

Answer 35

DELETE wird verwendet, um einzelne oder alle Datensätze einer Tabelle zu löschen, ohne die Tabellenstruktur zu entfernen:
DELETE FROM kunden WHERE nr = 1;

DROP wird verwendet, um eine gesamte Tabelle inklusive ihrer Struktur zu entfernen:

DROP TABLE kunden;

Question 36

Was ist ein Fremdschlüssel und wozu dient er?

Answer 36

Ein Fremdschlüssel ist ein Attribut, das auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle verweist. Er dient dazu, Beziehungen zwischen Tabellen herzustellen und sicherzustellen, dass referenzierte Daten existieren.

Question 37

Wie kann man Redundanzen in einer relationalen Datenbank vermeiden?
Как можно избежать избыточности данных в реляционной базе данных?

Answer 37

Избыточности можно избежать, распределяя данные по нескольким связанным таблицам. Это достигается использованием внешних ключей и применением нормализации для минимизации повторений данных (например, информации о клиентах).

Question 38

Was ist ein Attribut in einem relationalen Schema?
Что такое атрибут в реляционной схеме?

Answer 38

это столбец в таблице. Он описывает свойство или характеристику сущности, которую представляет таблица, например, имя, фамилия, номер клиента.

Question 39

Was ist ein Tupel in einer relationalen Tabelle?

Answer 39

Кортеж — это строка в таблице, представляющая запись данных. Он состоит из упорядоченного набора значений атрибутов.

Question 40

Was ist der Zweck von Constraints in PostgreSQL?

Answer 40

Ограничения устанавливают условия, которым должны соответствовать данные для их сохранения в базе данных. Они помогают обеспечить целостность данных. Важные типы ограничений:
PRIMARY KEY: уникальный идентификатор для каждой записи.
NOT NULL: Запрещает наличие пустых значений в столбце.
UNIQUE: Гарантирует, что все значения в столбце уникальны.
FOREIGN KEY: Определяет внешнюю ключевую связь между таблицами для обеспечения ссылочной целостности.

Question 41

Wie funktioniert das Update von Datensätzen in PostgreSQL?

Answer 41

UPDATE

UPDATE kunden SET adresse = ‘Neue Straße 123’ WHERE nr = 1;

Question 42

Каковы преимущества нормализации в реляционных базах данных?

Answer 42

Нормализация уменьшает избыточность данных и улучшает их целостность. Она разделяет большие таблицы на более мелкие, логически связанные таблицы и создает связи между ними через внешние ключи. Основные нормальные формы (1NF, 2NF, 3NF) используются для предотвращения аномалий, таких как дублирование данных и зависимости.

Question 43

Wie definiert man eine Tabelle mit einem zusammengesetzten Primärschlüssel?

Answer 43

Составной первичный ключ используется, когда два или более атрибута совместно уникально идентифицируют строку:

CREATE TABLE bestellungen (
    datum VARCHAR(10),
    kunde INTEGER,
    artikel VARCHAR(20),
    anzahl INTEGER,
    preis FLOAT,
    PRIMARY KEY (datum, kunde, artikel)
);

Question 44

Как обеспечивается ссылочная целостность между таблицами в PostgreSQL?

Answer 44

Ссылочная целостность достигается с помощью ограничений внешнего ключа. Они гарантируют, что значения во внешнем ключе одной таблицы соответствуют существующим значениям в другой таблице:

CREATE TABLE bestellungen (
    kunde INTEGER REFERENCES kunden(nr)
);

Question 45

Welche Rolle spielt der WHERE-Clause in SQL-Abfragen?

Answer 45

Оператор WHERE используется для указания условий, которые фильтруют записи, возвращаемые SQL-запросом.

SELECT * FROM kunden WHERE name = ‘Hans Wurst’;

Question 46

What is order by in postgreSQL?

Answer 46

ORDER BY clause is used to sort the result set of a query by one or more columns.

SELECT first_name, last_name, age
FROM employees
ORDER BY age;

SELECT first_name, last_name, age
FROM employees
ORDER BY age DESC;

Question 47

Variable-length string with a length limit of n PostgreSQL.

Answer 47

varchar(n)

Question 48

What is \d in PostgreSQL?

Answer 48

So, \d in PostgreSQL helps users quickly view the structure of database objects.