Вопросы на собеседовании: Администратор БД

Реляционная база данных хранит структурированные данные в таблицах и представляет связи между ними через ключи.

• Каждая таблица моделирует один вид сущности или отношения с помощью именованных столбцов.
• Строки содержат отдельные записи, соответствующие объявленной структуре таблицы.
• SQL используется для определения, чтения и изменения данных.
• Ограничения позволяют базе обеспечивать правила вроде уникальности и ссылочной целостности.

Таблица представляет отношение, строка представляет один кортеж или запись, а столбец представляет один именованный атрибут.

• Каждый столбец имеет объявленный тип данных и может иметь ограничения.
• Каждая строка содержит значения столбцов таблицы, включая NULL там, где он разрешён.
• Порядок отображения строк не гарантирован, если запрос не использует ORDER BY.
• Ключ может уникально идентифицировать строку или связать её со строкой другой таблицы.

Схема базы данных является определённой структурой и организацией объектов базы.

• Она включает таблицы, столбцы, типы данных, ключи, ограничения, представления и индексы.
• В системах вроде PostgreSQL schema также является именованным пространством внутри базы данных.
• Определение схемы описывает разрешённую структуру, а не текущие сохранённые строки.
• Изменения структуры обычно управляются через версионируемые миграции.

Ключ является одним столбцом или набором столбцов для идентификации строк или определения связей.

• Потенциальный ключ может уникально идентифицировать строку.
• Один потенциальный ключ выбирается первичным.
• Внешний ключ ссылается на потенциальный или первичный ключ другой или той же таблицы.
• Составной ключ использует несколько столбцов, когда уникальность зависит от их комбинации.

Первичный ключ является выбранным столбцом или набором столбцов, который уникально идентифицирует каждую строку таблицы.

• Его значения должны быть уникальными во всех строках таблицы.
• Столбцы первичного ключа не могут содержать NULL.
• Таблица имеет одно ограничение первичного ключа, хотя сам ключ может включать несколько столбцов.
• СУБД обычно создаёт индекс для обеспечения или поддержки первичного ключа.

Внешний ключ гарантирует, что значения ссылки соответствуют существующему потенциальному ключу другой или той же таблицы.

• Внешний ключ orders.customer_id может ссылаться на customers.id.
• Он не позволяет вставить ссылку со значением, отличным от NULL, без соответствующей родительской строки.
• Он также определяет поведение при обновлении или удалении строки, на которую ссылаются.
• Ограничение обеспечивает ссылочную целостность внутри базы вместо опоры только на код приложения.

Оба обеспечивают уникальность, но первичный ключ является главным идентификатором строк таблицы, а UNIQUE задаёт дополнительные потенциальные ключи.

• Таблица может иметь только одно ограничение первичного ключа и несколько ограничений UNIQUE.
• Столбцы первичного ключа всегда являются NOT NULL.
• Обработка NULL в ограничениях UNIQUE зависит от СУБД и настроек.
• Внешние ключи могут ссылаться как на подходящий UNIQUE key, так и на первичный ключ.

Эти ограничения определяют допустимые или автоматически подставляемые значения столбцов.

• NOT NULL отклоняет строки, в которых столбец не имеет значения.
• CHECK требует выполнения логического условия вроде price >= 0.
• DEFAULT подставляет значение, когда INSERT не указывает столбец.
• Значение по умолчанию не заменяет явно переданное значение и не проверяет существующие бизнес-связи.

Эти действия определяют, что произойдёт с дочерней ссылкой при удалении родительской строки.

• RESTRICT или NO ACTION запрещает удаление, пока существуют связанные дочерние строки.
• CASCADE автоматически удаляет ссылающиеся дочерние строки.
• SET NULL очищает значение внешнего ключа, поэтому столбец должен разрешать NULL.
• Выбор должен соответствовать семантике владения, потому что CASCADE может удалить больше данных, чем явно названо в одном DELETE.

Типы данных определяют допустимые значения столбца, их представление и доступные операции.

• Целые, числовые, текстовые, временные, логические и бинарные типы выражают разные домены.
• Подходящий тип позволяет базе проверять ввод и правильно сравнивать значения.
• Выбор типа влияет на диапазон, точность, хранение, сортировку и поведение функций.
• PostgreSQL и MySQL имеют много общих понятий типов, но различаются некоторыми именами и семантикой.

Эти типы хранят символьные данные, но отличаются правилами длины и поведением конкретной СУБД.

• CHAR(n) имеет фиксированную длину и может дополнять более короткие значения до объявленного размера.
• VARCHAR(n) хранит текст переменной длины до объявленного предела.
• TEXT хранит текст переменной длины без такого же ограничения длины на уровне приложения.
• PostgreSQL и MySQL различаются деталями хранения, лимитами и правилами индексов, поэтому точные сведения нужно брать из их документации.

DECIMAL или NUMERIC нужны для точной десятичной арифметики, а типы с плавающей точкой представляют приблизительные значения.

• Денежные суммы обычно требуют точной precision и scale.
• FLOAT и DOUBLE могут создавать двоичные ошибки округления в десятичных вычислениях.
• Приблизительные типы подходят научным измерениям, где диапазон важнее точного десятичного представления.
• Precision и scale должны покрывать допустимые значения без потери нужной детализации.

Эти типы представляют календарные даты, время суток, дату со временем и временные моменты с учётом часового пояса с разной семантикой.

• DATE хранит календарную дату без времени суток.
• TIME хранит время суток без даты.
• TIMESTAMP хранит дату и время, интерпретация часового пояса которых зависит от типа СУБД и контракта приложения.
• В PostgreSQL timestamptz представляет момент, внутренне нормализованный и отображаемый в часовом поясе сессии.

NULL представляет отсутствующее или неизвестное значение и не равен обычному значению, включая другой NULL.

• Сравнения с NULL обычно дают UNKNOWN вместо TRUE или FALSE.
• IS NULL и IS NOT NULL проверяют его наличие.
• WHERE сохраняет только строки, предикат которых равен TRUE, поэтому строки с UNKNOWN отфильтровываются.
• Функции и агрегаты могут по-разному обрабатывать NULL, поэтому их семантику нужно проверять явно.

Простой SELECT-запрос выбирает столбцы, источник, необязательные условия строк, группировку, условия групп, порядок и ограничение результата.

• SELECT определяет выходные выражения или столбцы.
• FROM указывает таблицы или производные источники, а JOIN соединяет связанные источники.
• WHERE фильтрует строки до группировки, а GROUP BY и HAVING работают с группами.
• ORDER BY сортирует итог, а LIMIT или FETCH ограничивает число возвращаемых строк.

WHERE фильтрует входные строки, оставляя только те, предикат которых равен TRUE.

• Операторы сравнения проверяют значения, а AND, OR и NOT объединяют условия.
• Сравнения с NULL могут дать UNKNOWN и поэтому не пройти фильтр.
• Скобки явно задают приоритет в составных предикатах.
• WHERE применяется до агрегатной группировки, поэтому условия агрегатов находятся в HAVING.

ORDER BY задаёт порядок результата, LIMIT ограничивает число строк, а OFFSET пропускает заданное число строк.

• ORDER BY может сортировать по одному или нескольким выражениям по возрастанию или убыванию.
• Без ORDER BY база не гарантирует, какие строки появятся первыми.
• LIMIT полезен для ограниченных результатов, а OFFSET часто применяется вместе с LIMIT для простой пагинации.
• Стабильный порядок пагинации требует достаточного числа столбцов сортировки для однозначного разрешения совпадений.

Aliases дают временные имена выходным выражениям или источникам данных внутри одного запроса.

• Alias столбца делает вычисленный или переименованный результат понятнее.
• Alias таблицы сокращает qualified references вроде o.customer_id.
• Aliases особенно полезны, когда одна таблица несколько раз участвует в self-join.
• Alias не переименовывает исходный объект базы данных.

INNER JOIN возвращает комбинации строк, выполняющие условие соединения с обеих сторон.

• Типичное условие сопоставляет внешний ключ с ключом, на который он ссылается.
• Строки без подходящей пары исключаются.
• Одна строка может появиться в нескольких строках результата, если соответствует нескольким строкам другой стороны.
• Условие ON определяет связь, а WHERE может дополнительно фильтровать соединённый результат.

Outer joins сохраняют несовпавшие строки одной или обеих сторон и заполняют отсутствующие столбцы значениями NULL.

• LEFT JOIN сохраняет каждую левую строку и совпавшие правые строки.
• RIGHT JOIN сохраняет каждую правую строку и совпавшие левые строки.
• FULL OUTER JOIN сохраняет несовпавшие строки обеих сторон.
• Условие WHERE на nullable-стороне может случайно удалить несовпавшие строки и изменить фактический результат.