Michal Rjaško

• rjasko (zavinac) dcs.fmph.uniba.sk

Praktické cvičenia z databáz 2023/2024 ZS

Domáce ulohy

Domáca úloha č. 1

• zadanie
• testovacia databáza
• odovzdať do 10. 11. 2024 23:59:59 emailom na rjasko (zavinac) dcs.fmph.uniba.sk

Domáca úloha č. 2

• Zadanie
• odovzdať do 22. 12. 2024

Hodnotenie cvičení

Cvičenie 8

Constraints

• prezentácia
• Pokračujeme v práci s tabuľkami vytvorenými v predošlom cvičení.
• Úlohy:
  1. Pre každú tabuľku zvoľte primárny kľúč.
  2. Pomocou UNIQUE zabezpečte, aby trieda mohla mať predmet pridelený len raz (vyhýbame sa duplicitným záznamom).
  3. Zakážte NULL v stĺpcoch, kde je nutné evidovať hodnotu (napr. nie je nutné, aby študent mal evidované pohlavie, ale musí mať meno).
  4. Obmedzte pomocou CHECK možné hodnoty pre pohlavie a dátum narodenia (zvoľte si nejaký zmysluplný rozsah). Vyskúšajte, či vaše obmedzenie funguje pri INSERT aj pri UPDATE.
  5. Doplňte cudzie kľúče do tabuľky známok: hodnoty v stĺpcoch musia odkazovať na existujúceho študenta, učiteľa a predmet. Overte funkčnosť pri INSERT, kde odkaz na predmet je neexistujúci alebo NULL.
  6. Ku všetkým cudzím kľúčom doplňte zmysluplné hodnoty pre ON DELETE: pri zmazaní študenta treba zmazať záznamy o jeho známkach; učiteľa alebo predmet nie je možné zmazať, ak sa ich týkajú nejaké záznamy o známkach. Overte, či vaše nastavenia fungujú pri pokuse o zmazanie všetkých učiteľov, všetkých predmetov či jednotlivých študentov.
  7. Ku všetkým cudzím kľúčom doplňte zmysluplné hodnoty pre ON UPDATE a nastavte okamžité vyhodnocovanie s možnosťou zmeniť ho v rámci transakcie (DEFERRABLE INITIALLY IMMEDIATE).
  8. Napíšte dotaz, ktorý presunie všetky známky z biológie pre študentov z 1.A z jedného učiteľa na iného. Preverte, že dotaz funguje správne.

Views

• Pozrite si dokumentáciu k VIEW.
• Pokračujeme v práci s tabuľkami vytvorenými v predošlom cvičení.
• Vytvorte pohľad (VIEW), ktorý pre každého študenta a predmet, ktorý je priradený jeho triede, zobrazuje priemer známok. Záznamy by mali byť zoradené podľa mena študenta, potom podľa názvu predmetu, a nakoniec podľa priemeru známok (všetko vzostupne, čiže ASC).
• Overte, že vytvorený pohľad sa zachová aj po odhlásení a opätovnom prihlásení.
• Overte, že vytvorený pohľad reflektuje zmeny v podkladových dátach.

Indexy a query planner (EXPLAIN / ANALYZE)

• Napriek tomu, že dotazy sa formulujú v deklaratívnych jazykoch (nevieme špecifikovať postup výpočtu), možno sa relačnej databázy opýtať, aký postup bol zvolený. Toto dáva zmysel najmä v prípadoch, keď je výpočet dotazu podstatne pomalší, než by sme očakávali. Zapamätajte si však raz a navždy: v prvom rade sa vždy snažíme o vysokú rýchlosť pochopenia zápisu dotazu ľudmi, až potom nás zaujíma rýchlosť výpočtu (a aj to zvyčajne len pri dotazoch, ktoré sú kritické, napr. sa vykonávajú veľmi často).

  "Premature optimization is the root of all evil." (D. Knuth)

  (Aby sme však príliš nezjednodušovali, pozrite si tiež jeden či dva ďalšie pohľady.)
• Systém PostgreSQL a tiež niektoré iné umožňujú sledovať plán a rýchlosť výpočtu dotazu pomocou príkazov EXPLAIN a ANALYZE.
  • http://www.postgresql.org/docs/9.4/static/using-explain.html
  • vysvetlenie startup costs pri EXPLAIN
  • http://www.postgresql.org/docs/9.2/static/sql-explain.html
  • http://www.postgresql.org/docs/9.4/static/planner-optimizer.html
  • http://www.postgresql.org/docs/9.4/static/explicit-joins.html
  • http://blog.heapanalytics.com/postgresqls-powerful-new-join-type-lateral/
• Plánovač dotazov (query planner) kladie primárny dôraz na diskové operácie. Podkladom pre jeho prácu je množstvo dát v jednotlivých tabuľkách a spôsob uloženia dát na disku. Databáza si tieto údaje uchováva v pomocných tabuľkách, ktoré nereflektujú okamžitý stav, ale len jeho aproximáciu (ak by sme ich updatovali zakaždým, neúmerne by sa natiahol čas pre príkazy INSERT, UPDATE a DELETE). Tieto údaje získame takto:

  SELECT relpages, reltuples FROM pg_class WHERE relname = 'ab';

• Zadajte do psql na serveri cvika.dcs.fmph.uniba.sk

  
          EXPLAIN SELECT name, deptno, COUNT(empno) OVER (PARTITION BY deptno) FROM emp;
          EXPLAIN SELECT emp.name, dept.name, COUNT(empno) OVER (PARTITION BY emp.deptno) FROM emp JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno;
          

  a skúste pochopiť, aké činnosti ide vykonať databáza. Tieto činnosti sú popísané pomocou fyzických operátorov, ktoré sú "podrobnejšie" ako operátory relačnej algebry (napr. join je možné spraviť naivným spôsobom "každý s každým" alebo ho urýchliť cez triedenie či hašovanie --- toto plán výpočtu dotazu v relačnej algebre nerozlišuje). Porovnávať plány výpočtu v relačnej algebre je možné, až keď sú jej operátory namapované na fyzické operátory.
• Stiahnite si na server cvika súbor explain.sql (napr. pomocou wget) a spusťte psql -f explain.sql. Potom spusťte psql, postupne vykonávajte nasledujúce príkazy a analyzujte plány, ktoré vytvoril plánovač. Skúste pochopiť, prečo bol daný plán zvolený.

  
      explain analyze select * from ab;
      explain analyze select * from ab where b < 4 order by b;
      explain analyze select * from ab where b = 4 order by b;
      create index i1 on ab (b);    -- we hope that adding an index will shorten running time
      explain analyze select * from ab where b < 4 order by b;
      explain analyze select * from ab where b = 4 order by b;
      create index i1h on ab using hash(b);   -- the default index type is btree, we want to try hash index too
      explain analyze select * from ab where b < 4 order by b;
      explain analyze select * from ab where b = 4 order by b;
          

  Vykonajte posledný príkaz desaťkrát po sebe a sledujte, ako sa mení reálny spotrebovaný čas.

  
      drop index i1;
      drop index i1h;
      explain select * from ab, bc;    -- materialize stores the result in memory so that we can look at it more than once
      explain select * from ab, bc where ab.b = bc.b;
      
      insert into bc select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 1000000) as x(id);
      explain select * from ab, bc where ab.b = bc.b;
      
      explain select b, count(distinct c) from bc where not exists (select 1 from ab, cd where ab.b = bc.b and cd.c < bc.c) group by b having count(distinct c) < 3;
          

  Pozor na použitie analyze: môže to trvať veľmi dlho.

• Materiály k databázovým indexom:
  • https://www.postgresql.org/docs/current/indexes-intro.html
  • https://www.zuar.com/blog/sql-indexes-guide/
  • https://medium.com/analytics-vidhya/indexing-best-practices-10025d779e0b
  • https://www.dbta.com/Columns/DBA-Corner/Top-10-Steps-to-Building-Useful-Database-Indexes-100498.aspx
  • https://www.databasestar.com/sql-indexes/
  • https://www.toptal.com/database/sql-indexes-explained-pt-1
  • https://docs.microsoft.com/en-us/sql/relational-databases/sql-server-index-design-guide?view=sql-server-ver15

• Spusťte psql -f explain.sql. Ideme porovnať plány pre nižšie uvedené dotazy A, B, C, D v niekoľkých rôznych situáciách (líšia sa existenciou indexov a množstvom dát v tabuľkách); odporúčame uložiť si plány pre jednotlivé opakované dotazy do osobitných súborov, aby sa vám ľahko porovnávali.

  
      (A) explain select * from ab, bc where ab.b = bc.b;
      (B) explain select * from ab, bc where ab.b = bc.b order by ab.b;
      (C) explain select * from ab, bc where ab.b < bc.b;
      (D) explain select * from ab, bc where ab.b < bc.b order by ab.b;
          

  Teraz budeme postupne vytvárať indexy a napĺňať tabuľky.

  
      create index i1 on ab (b);
      /* run all of A, B, C, D */
      
      create index i2 on bc (b);
      /* run all of A, B, C, D */
      
      insert into bc select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 1000000) as x(id);
      insert into bc select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 1000000) as x(id);
      insert into bc select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 1000000) as x(id);
      /* run all of A, B, C, D */
      
      drop index i2;
      create index i2composite on bc (b, c);
      /* run all of A, B, C, D */
      
      create index i1h on ab using hash(b);
      create index i2h on bc using hash(b);
      /* run all of A, B, C, D */
  
      drop index i1;
      drop index i2composite;
      /* run all of A, B, C, D */
          

  Všimnite si, ako "čas" vypočítaný plánovačom rastie, ak index obsahuje nepotrebné stĺpce.

• Spusťte psql -f explain.sql a analyzujte plány, ktoré vytvorí plánovač pri nasledujúcich príkazoch.

  
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c;
          explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c < cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b < bc.b and bc.c < cd.c;
  
      create index i3 on cd(c);
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c < cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b < bc.b and bc.c < cd.c;
  
      create index i4 on bc (b, c);
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c < cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b < bc.b and bc.c < cd.c;
      
      create index i3h on cd using hash(c);
      create index i4h on bc using hash(c);
  
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c < cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b < bc.b and bc.c < cd.c;
  
      insert into ab select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 100000) as x(id);
      insert into bc select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 100000) as x(id);
      insert into cd select x.id, x.id + 1 from generate_series(1, 100000) as x(id);
  
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c;
      explain select * from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c order by cd.c;
  
      explain select cd.c, count(*) from ab, bc, cd where ab.b = bc.b and bc.c = cd.c group by cd.c;
  	

• Úloha: vyberte si 2 plány, ktoré pokladáte za najzaujímavejšie, a popíšte, čo a prečo na nich pokladáte za zaujímavé; pridajte tiež jeden vlastný netriviálny príklad toho, ako indexy zmenili plán a skrátili výpočet (nezabudnite uviesť tiež dotaz a prípadne schému/obsah databázy).

Cvičenie 7

DDL, DML

• prezentácia
• Postgres dokumentácia:
  • CREATE TABLE
  • DROP TABLE
  • ALTER TABLE
  • INSERT
  • UPDATE
  • DELETE
  • CREATE DATABASE
  • DROP DATABASE
• Chceme založiť databázu pre evidenciu známok, študentov a učiteľov na strednej škole. Potrebujeme evidovať nasledovné:
  • Študent --- meno, priezvisko, pohlavie, trieda, dátum narodenia
  • Učiteľ --- meno, priezvisko, pohlavie
  • Predmet --- názov predmetu, skratka
  • Známka --- samotná známka (text), študent, ktorý učiteľ ju zadal, z akého je predmetu, čas zadania, z čoho bola (napr. že z domácej úlohy), váha známky (do priemeru)
  • Nie všetky triedy majú všetky predmety, preto potrebujeme evidovať, ktorá trieda má ktorý predmet.
  Navrhnite štruktúru tabuliek vyššie uvedenej databázy --- vytvorte súbor znamky.sql, ktorý bude obsahovať SQL definície tabuliek (CREATE TABLE). Na začiatok súboru pridajte príkaz DROP TABLE IF EXISTS, aby ste súbor znamky.sql mohli spúšťať viackrát. (Integritu databázy, čiže veci ako cudzie kľúče, budeme riešiť až na ďalšom cvičení.)
• Súbor znamky.sql doplňte o údaje --- do každej tabuľky pridajte pomocou INSERT niekoľko riadkov (opäť --- príkazy chceme mať spísané v súbore, aby sme ich mohli vykonať opakovane; môže to byť súbor znamky.sql).
• Skúste použiť aj diakritiku --- pozor na kódovanie súboru znamky.sql.
• Rozhodli sme sa sprístupniť zadávanie a prezeranie známok cez internet. Pomocou ALTER TABLE doplňte do tabuliek študent a učiteľ stĺpce na evidenciu prihlasovacích mien (heslá pre jednoduchosť nepoužijeme, z bezpečnostných dôvodov sa nesmú v databáze ukladať v odkrytej podobe). Vytvorte index na vyhľadávanie podľa prihlasovacieho mena.
  • vytvorte index tak, aby vyhľadávanie fungovalo case-insensitive
• Jeden z učiteľov sa rozhodol odísť zo školy a chceme ho vymazať z databázy. Známky však musia ostať, t.j. jeho známky sa presunú na iného učiteľa.
  • Napíšte dotaz, ktorý presunie známky z jedného učiteľa na druhého (poznáme ID oboch učiteľov).
  • Napíšte dotaz, ktorý vymaže učiteľa z databázy (na základe jeho ID).
  (Evidencia historických dát je jeden z najotravnejších praktických problémov, s ktorými sa pri návrhu databáz stretávame. Pozrite si, hoci len zbežne, jedno z možných riešení.)
• Ďalšie úlohy:
  1. Zdvojnásobte váhu všetkých známok, ktorých hodnota začína na "5" --- napíšte dotaz.
  2. Vypíšte meno študenta, predmet, počet študentových známok z daného predmetu a zoznam týchto známok oddelených čiarkami (skúste použiť funkciu array_agg, prípadne aj array_to_string).
  3. Vypíšte zoznam študentov a ku každému z nich mená predmetov takých, že z nich študent nemá známku, ale mal by mať (tento predmet je v zozname predmetov jeho triedy). Doplňte zoznam o priemerný počet známok z daného predmetu pre danú triedu.
  4. Pre každý predmet spočítajte celkový počet a priemerný počet známok na žiaka. Výsledok usporiadajte podľa celkového počtu známok a zobrazte len prvých 10 riadkov.
  5. Pre každého učiteľa vypočítajte priemer prirodzeno-číselných známok, ktore zadal. Pozor, funkcia AVG potrebuje na vstupe číslo --- potrebujete použiť CAST(... AS INTEGER). Ak to číslo však nebude číslo, vyhlási to chybu. Nečíselné známky odfiltrujte napr. pomocou regulárnych výrazov (napr. konštrukcia WHERE znamka ~ '^[0-9]*$').
  6. O študentoch často potrebujeme evidovať veľmi špecifické údaje - evidujú sa len pre malé množstvo študentov. Vytvorne v tabuľke študentov JSON pole "moredata", v ktorom bude takéto údaje možné evidovať. Vyplnťe niektorým študentom zrakové postihnutie a následne napíšte dotaz, ktorý zobrazí študentov so zrakovým postihnutím.

Cvičenie 6

Window functions

• prezentácia
• Vytvorte si lokálnu databázu (SQLite/PostgreSQL) alebo sa pripojte na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (návod viď predchádzajúce cvičenia).
• Pracujeme s databázou zamestnancov (emp.sql). Napíšte (napr. do nového súboru window_emp.sql) nasledovné SQL dotazy využívajúce window functions:
  1. Pre každého zamestnanca nájdite jeho poradové číslo podľa jeho platu (stĺpec salary). Zamestnanci s rovnakým platom majú mať rovnaké poradové číslo.
  2. Pre každého zamestnanca vypíšte rozdiel jeho platu od priemerného platu v jeho departmente.
  3. Pre každého zamestnanca vypíšte jeho poradové číslo podľa jeho platu v rámci zamestnancov z toho istého mesta, rozdiel od priemerného platu v danom meste a počet zamestnancov v tomto meste.
  4. Firma potrebuje ušetriť na platoch mesačne 8000 USD. Zobrazte najdlhší možný zoznam zamestnancov s najnižším platom, ktorých súčet platov je menší ako 8000 (t.j. počínajúc zamestnancom s najmenším platom, až po zamestnanca, ktorého plat spolu s predošlými zamestnancami je najbližšie pod hranicou 8000).
  5. Podobne ako v predošlom cvičení, ale chceme skončiť tesne nad 8000 eur (t.j. zoznam skončí akonáhle suma platov presiahne 8000).
  6. Nájdite mediánový plat pre jednotlivé oddelenia. (Návod; pred zavedením PERCENTILE_CONT v PostgreSQL 9.4 v r. 2014 bolo počítanie mediánu vysoko netriviálne.)

Prístupové práva

• dokumentácia: GRANT, REVOKE
• Prihláste sa na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (návod viď predchádzajúce cvičenia) a pripojte sa na databázu "test" (psql test).
• Užitočné príkazy v psql:

          \du
          \z tablename
          SELECT grantee, privilege_type FROM information_schema.role_table_grants WHERE table_name='test';

• Vytvorte novú tabuľku príkazom

  CREATE TABLE test_vasemeno (i INTEGER, t TEXT);

  a doplňte do nej niekoľko riadkov:

      INSERT INTO test_vasemeno VALUES (1, 'a');
      INSERT INTO test_vasemeno VALUES (2, 'b');
      

• Prideľte právo na SELECT z tejto tabuľky role "test" (ďalej testovacia rola) a overte pomocou \z, či je naozaj pridelené. Spustite psql -U test test, skúste si prezrieť obsah tabuľky test_vasemeno a skúste do nej vložiť nový riadok.
• Upravte testovacej role práva na SELECT tak, aby mala možnosť prezerať si v tabuľke test_vasemeno len obsah stĺpca t.
• Povoľte spolužiakovi vkladať do tabuľky test_vasemeno riadky tak, aby mohol toto oprávnenie prideliť iným. Vyskúšajte: nech pridelí toto oprávnenie role test. Potom mu odoberte možnosť prideliť toto oprávnenie iným (REVOKE GRANT OPTION FOR) tak, aby stále sám mohol vkladať riadky. Požiadajte ho, nech vyskúša, či to funguje.
• Vyskúšajte možnosť kaskádovitého odobratia oprávnenia (pozri CASCADE na stránke http://www.postgresql.org/docs/9.1/static/sql-revoke.html).
• Odoberte spolužiakom a testovacej role všetky oprávnenia, ktoré ste im udelili (REVOKE ALL PRIVILEGES FROM).
• Zbežne si pozrite možnosti autentifikácie pri prihlasovaní k databáze, aby ste si vytvorili predstavu o súčasných technológiách. (Nie, nebudeme to vyžadovať na žiadnej skúške.)

Cvičenie 28.10.2024 je zrušené

Cvičenie 5

Rekurzia v SQL

• prezentácia
• príklady vhodného a nevhodného použitia
• Vytvorte si lokálnu databázu (SQLite/PostgreSQL) alebo sa pripojte na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (návod viď predchádzajúce cvičenia).
• Napíšte rekurzívny dotaz, ktorý vypočíta hodnotu n! (faktoriál) pre n = 10.
• Napíšte rekurzívny dotaz, ktorý vypočíta hodnotu 30. Fibonacciho čísla.
• Uvažujme databázu zamestnancov, ktorú sme používali na predošlých cvičeniach. Nájdite ku každému manažérovi zoznam jeho podriadených a ku každému podriadenému uveďte, či je priamy alebo nepriamy.
• Vytvorte si databázu ciest medzi mestami (roads.sql) a napíšte dotaz, ktorý zistí:
  1. odkiaľ sa dá dostať do Ríma
  2. odkiaľ sa dá dostať do Ríma po prejdení najviac 1000 km
  3. Kamionista prejde za jeden deň maximálne 720km. Vytvorte tabuľku dvojíc [mesto, pocet_dni, pocet_miest], kde pocet_miest určuje počet miest do ktorých za dá dostať z mesta mesto za pocet_dni dní.

Agregácia v SQL

• Vytvorte si lokálnu databázu (SQLite/PostgreSQL) alebo sa pripojte na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (návod viď predchádzajúce cvičenia).
• Stiahnite si nasledujúce súbory:
  • world.sql --- definícia databázovej schémy a dáta
  • queries_world.sql --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať
• Naimportujte si databázu world:

  psql -f world.sql

• Vyriešte všetky zadané úlohy.

Cvičenie 4

Agregácia v SQL

• prezentácia
• Vytvorte si lokálnu databázu (SQLite/PostgreSQL) alebo sa pripojte na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (návod viď predchádzajúce cvičenia).
• Stiahnite si nasledujúci súbor:
  • queries_agg.sql --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať
• Vyriešte všetky zadané úlohy.

Agregácia v datalogu (nie je súčasťou hodnotenia na tomto predmete, ale je to užitočné cvičenie pre Úvod do databázových systémov)

• Stiahnite si do jedného adresára nasledujúce súbory:
  • emp.pl --- databáza zamestnancov
  • subtotal.pl --- pomocný súbor obsahujúci implementáciu predikátu subtotal v SWI-prologu
  • query.pl --- pomocný súbor obsahujúci definíciu príkazu q(_) na formátovanie výsledkov dotazov
  • queries_agg.pl --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať
• Vyriešte všetky zadané úlohy.

Cvičenie 3

SQL

• prezentácia
• Stiahnite si do jedného adresára nasledujúce súbory:
  • emp.sql --- príkazy v SQL vytvárajúce databázu zamestnancov
  • queries.sql --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať

SQLite

• Najprv vyskúšame pracovať s databázou SQLite, ktorá sa celá nachádza v jednom súbore na disku a nevyžaduje žiadnu konfiguráciu.
  1. Vytvorte databázu príkazom

     sqlite3 --init emp.sql emp.db

  2. Overte, že databáza vznikla a obsahuje zmysluplné dáta:

     sqlitebrowser emp.db &

     alebo spustením

     sqlite3 emp.db

     SELECT * FROM emp;

  3. Vyskúšajte výpočet dotazov:

     sqlite3 emp.db < queries.sql

     (Na výpočet dotazu môžete tiež využiť záložku Execute SQL v sqlitebrowseri.)
  4. Postupne do súboru queries.sql dopĺňajte požadované dotazy a priebežne kontrolujte ich správnosť.
• Po vyriešení niekoľkých úloh vyskúšajte prácu s databázou PostgreSQL (pozri inštrukcie ďalej).
• Porovnajte, či v oboch databázových systémoch vedú vaše dotazy k rovnakému výsledku.
• Po vyskúšaní práce s PostgreSQL si vyberte jeden z databázových systémov a pokračujte v riešení zvyšných úloh.

PostgreSQL

• Ako databázový server budeme používať PostgreSQL. Môžete si ho nainštalovať na vlastnom počítači alebo využiť server cvika.dcs.fmph.uniba.sk, kde je databáza emp už vytvorená (jej názov je zhodný s prihlasovacím menom užívateľa).
• Dokumentácia PostgreSQL: http://www.postgresql.org/docs/current/interactive/index.html
• Pripojte sa cez ssh na cvika.dcs.fmph.uniba.sk (username aj password ako do AISu) v dvoch oknách.
• V jednom okne editujeme súbor so zadaním, napr. vim queries.sql. Tento súbor si stiahnite napr. pomocou wget <url>.
• V druhom okne spúšťame výpočet dotazov príkazom

              psql -f queries.sql
  		

Práca s interaktívnym terminálom PostgreSQL

• Terminál spustíte príkazom psql.
• Následne môžete písať dotazy (ukončovať bodkočiarkou) a príkazy. Napr.

  SELECT * FROM emp;

• Príkazy:
  • \db --- zobrazí zoznam databáz
  • \d --- zobrazí zoznam tabuliek v databáze
  • \d dept, \d+ dept --- zobrazí štruktúru tabuľky
  • dokumentácia k psql: http://www.postgresql.org/docs/current/static/app-psql.html
• Tento nástroj je užitočný pre rýchle preverenie stavu databázy a debugovanie (napr. vytvorenie a prezeranie dočasných tabuliek).

Datalog - dobrovoľné precvičovanie

• Stiahnite si do jedného adresára nasledujúce súbory:
  • queries_library.pl --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať
  • query.pl --- pomocný súbor obsahujúci definíciu príkazu q(_) na formátovanie výsledkov dotazov
• Postupujte podľa pokynov v súbore queries_library.pl. Začnite tvorbou databázy library.pl (ako vzor vám poslúži emp.pl z predošlého cvičenia). Do databázy pridávajte riadky tak, aby vám to umožnilo otestovať správnosť vašich riešení pre jednotlivé dotazy.
• Môžete mať aj viac verzií databázy --- použitá databáza sa mení v riadku
  :- consult('library.pl').
• Odporúčame sústrediť sa na vyriešenie úloh 1, 3, 6, 7, 8 už počas cvičenia a úloh 10, 11, 15, 16 počas cvičenia alebo doma.

Cvičenie 2

Datalog

• prezentácia
• Stiahnite si do jedného adresára nasledujúce súbory:
  • emp.pl --- databáza zamestnancov
  • queries.pl --- zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať; tento súbor budete editovať
  • query.pl --- pomocný súbor obsahujúci definíciu príkazu q(_) na formátovanie výsledkov dotazov
• Podľa návodu z minulého cvičenia (alebo "Práca s datalogom" v prezentácii) vyriešte úlohy v queries.pl.

Cvičenie 1

Prolog

• Na prvé pokusy využijeme online prostredie pre SWI-Prolog.
• prezentácia (prelistujte si prípadne aj obsiahlejší nenáročný materiál)
• Úlohy:
  1. Zadefinujte niekoľko faktov o rodinných vzťahoch pomocou predikátov male/1, female/1, parent/2 (číslo udáva aritu).
  2. Zapíšte pravidlá pre predikáty vyjadrujúce otca, sestru, starú mamu, bratranca.
  3. Vytvorte predikát ancestor/2 pre vzťah "byť predkom".
  4. Vytvorte predikát related/2 pre vzťah "byť pokrvným príbuzným".

Datalog na serveri cvika

• Prihláste sa na server cvika.dcs.fmph.uniba.sk pomocou ssh (linux, windows (PuTTY)).
• Pomocou wget si stiahnite potrebné súbory:
  • query.pl --- pomocný súbor obsahujúci definíciu príkazu q(_) na formátovanie výsledkov dotazov
  • emp.pl --- databáza zamestnancov EMP
  • queries.pl --- Súbor obsahujúci zoznam dotazov, ktoré máte vypracovať. Tento súbor budete editovať.
  Aj keď to na týchto cvičeniach nebudeme potrebovať, silne odporúčame naučiť sa tiež pracovať s nástrojmi scp, rsync a vyskúšať si prihlasovanie pomocou súboru s kľúčom miesto hesla.
•  
• Na interpretáciu datalogových dotazov budeme používať SWI-prolog: spusťte
  swipl -s queries.pl
• V inom okne editujte súbor queries.pl; odporúčame editory vim (pre konzolové prostredie) alebo kwrite (grafický mód, ak pracujete na lokálnom počítači v M217).
• Odporúčame mať v ďalšom okne otvorenú databázu (súbor emp.pl so zoznamom faktov), aby ste mohli kontrolovať výsledky dotazov.
• Po každej úprave súboru queries.pl (nezabudnite uložiť zmeny) spusťte v bežiacom SWI-prologu príkaz
  make.
  (aj s bodkou na konci, príkazy píšeme za otáznik). Preverte, či kompilátor nehlási chyby.
• Výpočet dotazu (v tomto príklade pre predikát job) spustíme takto:
  q(job(J)).
  Na názve premenných nezáleží, miesto J možno použiť trebárs _, musí však sedieť arita (počet argumentov). Predikát q() slúži na "pekné" formátovanie výstupu a elimináciu zdanlivých duplikátov.
• Praktické rady k SWI-prologu:
  • Reťazce začínajúce veľkým písmenom systém pokladá za premenné. Konštanty sa začínajú malými písmenami. Ak to popletiete, bude to dávať podivne zlé výsledky.
  • Na vyhodnocovanie aritmetických výrazov slúži operátor is, čiže napr. X is 2+3, nie X = 2+3 (v tom druhom prípade symbol = bude interpretovaný ako unifikácia termov a nedôjde k žiadnej aritmetickej operácii).
  • Na porovnávanie čísel slúžia operátory <, =<, >, >=.

Hodnotenie

Za každú z 3 domácich úloh je max. 30 bodov.

Ďalšie body sa získavajú za riešenie úloh jednotlivých cvičení: za každé z 12 cvičení 0 alebo 1 bod. Z bodov udeľovaných za jednotlivé cvičenia je potrebné na úspešné absolvovanie predmetu získať aspoň 9.

Do 5 dní po každom cvičení treba riešenia zadaných úloh odoslať e-mailom na adresu rjasko (zavinac) dcs.fmph.uniba.sk. Následne budú riešenia zbežne zhodnotené: v prípade dostatočnosti bude udelený 1 bod, v prípade nedostatočnosti bude študent vyzvaný riešenie doplniť (ak odovzdal aspoň niečo zmysluplné), na čo má ďalšie 3 dni, a potom dostane definitívne hodnotenie.

Nie je potrebné riešiť všetky úlohy; kritérium je mať (aspoň ako-tak správne) vyriešených cca 40% úloh z každej témy. Ak je sada úloh rozsiahlejšia, zvyčajne sú aspoň približne zoradené podľa obtiažnosti; ak chcete riešiť minimum úloh, vyberte si aj nejaké náročnejšie z druhej polovice. Odporúčaný postup je ísť zaradom a preskakovať úlohy, pri ktorých je jasné, že ich už vyriešiť viete (napr. sú podobné už vyriešeným úlohám a vidíte, v čom spočíva rozdiel a ako sa s ním vysporiadať).

• A --- 92 a viac bodov


• B --- 84 až 91 bodov


• C --- 76 až 83 bodov


• D --- 68 až 75 bodov


• E --- 60 až 67 bodov


• Fx --- menej ako 60 bodov