Po dłuższej przerwie wracam do serii wpisów z pytaniami, które można usłyszeć podczas technicznej części rozmowy rekrutacyjnej na stanowisko programisty. Wpis jest częścią serii wpisów z pytaniami rekrutacyjnymi. Jeśli nie miałeś/aś jeszcze okazji się z nimi zapoznać, to poniżej znajduje się lista już opublikowanych wpisów:

• Web developer – pytania rekrutacyjne cz. 1
• Web developer – pytania rekrutacyjne cz. 2
• Web developer – pytania rekrutacyjne cz. 3
• Web developer – pytania rekrutacyjne cz. 4
• Web developer – pytania rekrutacyjne cz. 5
• Web developer – pytania rekrutacyjne – React
• Web developer – pytania rekrutacyjne – TypeScript
• Web developer – pytania rekrutacyjne – Git
• Web developer – pytania rekrutacyjne – Docker

Tematem tego wpisu są bazy danych. Z uwagi na ich popularność, głównym tematem wpisu będą relacyjne bazy danych i zagadnienia z nimi związane. Przed przeczytaniem odpowiedzi, gorąco zachęcam do próby samodzielnego odpowiedzenia na pytanie. Pytań jest 12 i sprawdzają wiedzę o bazach danych na poziomie juniora. W zadaniach domyślnym wykorzystywanym dialektem jest MySQL. Niemniej jednak, rozwiązania zadań będą bardzo podobne a momentami identyczne dla innych dialektów.

Dla poniższej tabeli przygotuj zapytanie, które zwróci 100 najnowszych rekordów (kolumna created_at). Zwróć tylko wartość serial_number jako S/N i zignoruj wiersze, dla których is_valid jest równe false

Rozwiązanie zadania wygląda następująco:

SELECT
    serial_number AS "S/N"
FROM
    table_name 
WHERE 
    is_valid = true
ORDER BY 
    created_at 
DESC 
LIMIT 
    100
;

To zadanie sprawdza znajomość podstawowych operatorów SQL:

• AS – pozwala zwrócić nazwę kolumny pod zmienioną nazwą. Jest szczególnie przydatne, gdy chcemy zwrócić wyniki funkcji, np. operacji agregujących, pod przyjazną dla człowieka nazwą.
• WHERE – pozwala wybrać z tabeli tylko te rezultaty, gdzie spełniony został warunek po słowie kluczowym.
• ORDER BY column_name DESC – klauzula umożliwia sortowanie wartości po wybranej kolumnie malejąco. Aby posortować rosnąco wystarczy zamienić DESC na ASC. W MySQL jeśli sortujemy rosnąco, kierunek sortowania można pominąć (ASC jest domyślny).
• LIMIT – zdefiniowanie limitu pozwala na zwrócenie jedynie n pierwszych rezultatów. Szczególnie użyteczne, gdy liczba wyników jest ogromna.

Jakie znasz typy wartości w MySQL?

Przy takim pytaniu nikt nie wymagałby podania wszystkich typów danych. Zapewne wystarczy podanie kilku najpopularniejszych, do których należą:

• • Typy numeryczne całkowite – TINYINT, SMALLINT, MEDIUMINT, INT, BIGINT. Dla każdej z tych wartości mamy odpowiedni zakres liczb dodatnich i ujemnych. Przykładowo, TINYINT pozwala na zapisanie wartości od -128 do 127. Jeśli nie potrzebujemy wartości ujemnych, warto wykorzystać klauzulę UNSIGNED. Dla UNSIGNED TINYINT zakres wtedy zmieni się od 0 do 255.
  • Typy numeryczne stałoprzecinkowe – DECIMAL, NUMERIC.
  • Typy numeryczne zmiennoprzecinkowe – FLOAT, DOUBLE.
  • Typy związane z datą i czasem – DATE, DATETIME, TIMESTAMP, TIME, YEAR.
  • Typy łańcuchowe – CHAR, VARCHAR, BINARY, VARBINARY, BLOB, TEXT. Główna różnica między CHAR i VARCHAR jest taka, że CHAR ma stałą zdefiniowaną długość wartości. Natomiast typ VARCHAR dopasowuje się do długości łańcucha. CHAR przez swoją specyfikę cechuje się lepszą wydajnością lecz kosztem potencjalnie większej alokacji pamięci. Dzięki temu, jeśli długość łańcucha jest z góry znana, na przykład dla identyfikatorów o stałej długości, warto wykorzystać typ CHAR. Dla typów TEXT i BLOB istnieją odpowiedniki TINY_, SMALL_, MEDIUM_, LONG_ (np. SMALLTEXT).
  • Typ BOOLEAN – przyjmuje wartości true oraz false.
  • Typ JSON – pozwala na przechowywanie i efektywne odpytywanie wartości w formacie JSON.

Dla podanej tabeli (employees) przygotuj zapytanie, które zwróci nazwę stanowiska oraz maksymalną pensję dla danego stanowiska

W rozwiązaniu tego zadania przydatny będzie operator GROUP BY. Dzięki niemu możliwe jest pogrupowanie rezultatów względem wybranej kolumny oraz zwrócenie poprawnego rezultatu dla funkcji agregującej MAX. W podanym przykładzie grupowanie następuje względem kolumny position. Rozwiązanie zadania wygląda następująco:

SELECT
    position,
    MAX(salary) AS max_salary
FROM
    employees
GROUP BY
    position
;

Dla podanej tabeli (employees) zwróć rezultaty, gdzie pole department jest równe Warsaw, Amsterdam, Paris lub Berlin

Do rozwiązania tego zadania można podejść na dwa sposoby. Najbardziej trywialny sposób to wykorzystanie operatora klauzuli WHERE ... OR:

SELECT
    *
FROM
    employees
WHERE
    department = "Warsaw"
OR
    department = "Amsterdam"
OR
    department = "Paris"
OR
    department = "Berlin"
;

Niestety takie rozwiązanie jest nieeleganckie i nie skaluje się zbyt dobrze. Takie podejście przy 20 czy 50 wariantach zakończyłoby się, w najlepszym przypadku, bólem głowy. Oczekiwanym, i znacznie milej widzianym, rozwiązaniem jest wykorzystanie operatora IN:

SELECT
    *
FROM
    employees
WHERE
    department IN("Warsaw","Amsterdam","Paris","Berlin")
;

W jaki sposób możemy dowiedzieć się więcej o strukturze bazy danych oraz tabelach?

Do odkrywania elementów składowych bazy danych oraz struktury tabel wykorzystać można następujące zapytania:

• SHOW DATABASES – zwraca listę dostępnych baz danych.
• SHOW TABLES – zwraca listę tabel dla obecnie używanej bazy danych. Aby użyć bazy danych należy wykonać polecenie USE nazwa_bazy.
• DESCRIBE nazwa_tabeli – zwraca informacje o kolumnach we wskazanej tabeli. W celu uzyskania nieco większej ilości szczegółów można wykorzystać zapytanie SHOW FULL COLUMNS FROM nazwa_tabeli.

Do czego służy klauzula EXPLAIN?

Klauzula EXPLAIN zamieszczona przed słowem kluczowym SELECT sprawia, że zamiast wyników, zapytanie zwraca opis przygotowanego zapytania. W opisie zawarte są takie informacje jak łączone są tabele i w jakiej kolejności, jakie indeksy zostały wykorzystane itp. Dzięki klauzuli EXPLAIN można łatwiej zdiagnozować nieefektywne zapytania oraz dowiedzieć się, co potencjalnie można w nich poprawić.

Czym są postaci normalne? Jakie znasz postaci normalne?

Tematowi postaci normalnych w relacyjnych bazach danych poświęciłem artykuł, który możesz przeczytać klikając w link – Normalizacja baz danych.

Do czego służy klauzula JOIN? Jakie znasz rodzaje JOINów?

Tematowi klauzuli JOIN również poświęciłem osobny artykuł. Przeczytać go możesz klikając w link – Klauzule JOIN w SQL.

Na czym polegają relacje w relacyjnych bazach danych?

Aby lepiej zrozumieć pojęcie relacji, warto jest wcześniej poznać pojęcia kluczy głównych i kluczy obcych. Klucz główny jest wartością pozwalającą na jednoznaczną identyfikację każdej encji. Każda encja musi posiadać klucz główny. Klucz główny jest unikalny w zasięgu pojedynczej tabeli i zwykle występuje pod postacią liczby lub ciągu znaków np. UUID. Klucz obcy jest referencją do klucza głównego innej tabeli. Dzięki niemu możliwe jest powiązanie encji z dwóch tabel. Przykładowo, w tabeli opisującej sprzęt firmowy, każdy sprzęt ma przypisanego pracownika. Kluczem obcy byłby w takim przypadku identyfikator przypisanego pracownika z tabeli z pracownikami.

Relacje pozwalają na odzwierciedlenie powiązań między encjami w relacyjnej bazie danych. Do stworzenia relacji, można wykorzystać klucze obce. Wyróżniamy kilka typów relacji:

• Jeden do jednego (1:1) – jednej encji z tabeli A przypisana jest jedna encja z tabeli B. Przykładem może być relacja rodzina-dom. Jedna rodzina zwykle ma jeden dom. W jednym domu zamieszkuje zwykle jedna rodzina.
• Jeden do wielu (1:n) – jednej encji z tabeli A przypisane jest wiele encji z tabeli B. Jest to chyba najczęściej spotykany typ relacji, a przykłady można by mnożyć. Jednym z przykładów jest relacja gdzie 1 klient ma wiele zamówień w sklepie. Każde zamówienie ma tylko jednego klienta.
• Wiele do wielu (n:m) – wielu encjom z tabeli A przypisane jest wiele encji z tabeli B. Ten typ relacji zwykle odzwierciedlony jest z wykorzystaniem tabeli pośredniej gdzie wykorzystane są klucze główne z tabel A i B jako klucze obce referujące do tabel A i B. Przykładem wykorzystania takiej relacji może być baza danych biblioteki z trzema tabelami: czytelnicy, książki i wypożyczenia. Każdy czytelnik może wypożyczyć n książek, a każda książka może być wypożyczona przez m czytelników. Tabela z wypożyczeniami w opisywanym przykładzie jest tabelą pośrednią.

Jakie znasz dobre praktyki bezpieczeństwa w bazach danych?

Do najbardziej podstawowych praktyk bezpieczeństwa związanych z bazami danych należą:

• Nadawaj użytkownikom tylko te uprawnienia, które są konieczne.
• Zadbaj o backupy bazy danych. Koniecznie sprawdzaj co jakiś czas czy kopie zapasowe działają poprawnie.
• Sprawdź konfigurację bazy danych, usuń domyślnie tworzone elementy bazy (np. użytkownicy, tabele), rozważ zmianę domyślnego portu.
• Nie korzystaj z konta root.
• Ustaw silne hasła dla kont użytkowników.
• Korzystaj z kont z uprawnieniami read-only, gdy tylko potrzebujesz coś sprawdzić w bazie danych. Zapobiegnie to „przypadkowemu” usunięciu danych. Brzmi niewiarygodnie, ale takie sytuacje się zdarzają.
• Korzystaj z bezpiecznego połączenia SSL.
• Jeśli baza danych zawiera dane wrażliwe, korzystaj z szyfrowania.
• Nie przechowuj haseł w postaci tekstowej ani zaszyfrowanej. Zamiast tego, w bazie danych zapisuj wyniki funkcji skrótu.

Do czego służy indeks w bazie danych?

Temat indeksów w relacyjnych bazach danych to temat rzeka. Z pewnością, w przyszłości pojawi się na moim blogu obszerny wpis poświęcony indeksom.

Indeks jest sposobem na sortowanie rekordów z wykorzystaniem wielu pól. Indeks tworzy nową strukturę danych, która przechowuje wartość pola oraz wskaźnik do rekordu. Następnie, przy odpytywaniu bazy danych, do wyszukiwania rekordów wykorzystany zostaje indeks, co może znacznie przyspieszyć czas wykonywania zapytania. Indeks z baz danych można przyrównać do indeksów znajdujących się na końcu książek. W takich indeksach poszczególnym słowom-kluczom przypisane są odpowiednie numery stron gdzie występują.

Czym są nierelacyjne bazy danych? Podaj kilka przykładów

Istnieją systemy ze specyficznymi potrzebami i wymaganiami, gdzie relacyjne bazy danych nie sprawdzają się. W tym celu powstały liczne nierelacyjne bazy danych. Każda z baz służy określonym potrzebom i ma swoją specyfikę. Przykładowo, dokumentowa baza MongoDB będzie dobrym wyborem przy nieuporządkowanych strukturach danych. Z kolei Redis, będący reprezentantem baz typu klucz-wartość, dobrze sprawdzi się jako silnik cache. Wyróżnić można wiele typów, z których do najpopularniejszych należą bazy dokumentowe (MongoDB, Elasticsearch), bazy klucz-wartość (Redis, Amazon DynamoDB) czy bazy grafowe (Neo4J). Oczywiście pełna lista nierelacyjnych baz danych jest znacznie większa. Podałem jedynie te najczęściej spotykane.

Podsumowanie

Zachęcam Cię do zapoznania się z materiałami dodatkowymi i udostępnienia wpisu na swoich mediach społecznościowych. Jeśli masz jakieś inne pytania z rozmów rekrutacyjnych, które dotyczą baz danych, to podziel się koniecznie nimi w komentarzu!

Źródła i materiały dodatkowe

• • Chapter 11 Data Types
  • What’s the difference between VARCHAR and CHAR?
  • EXPLAIN in SQL
  • Normalizacja baz danych
  • Klauzule JOIN w SQL
  • Is SQL Case-Sensitive?
  • What is a relational database?
  • How does database indexing work?
  • What are non-relational databases?

Czy wiesz, że devszczepaniak.pl jest na Facebooku?

Chcesz otrzymywać informację o nowych wpisach zaraz po publikacji?
Koniecznie zaobserwuj devszczepaniak.pl na Facebooku.

Udostępnij wpis

Szukasz taniego i dobrego VPS? Skorzystaj z Mikrusa i przy zakupie odbierz dodatkowy miesiąc usługi za darmo!

Chcesz docenić moją pracę? Postaw mi kawę!