Базы данных для тестировщика: БД и СУБД, ключи, связи, нормальные формы

Зачем тестировщику базы данных

Я начинаю урок с задачи, которую часто дают на собеседовании. На экране знакомая форма входа, и нужно рассказать, как бы вы её протестировали. Обычно кандидат сразу перечисляет проверки полей: максимальную длину логина, недопустимые символы в пароле. Такие проверки нужны, но начинать стоит с другого.

Логины, пароли и всё, что ещё вводят в форму, хранятся в базе данных. Клиент отправляет на сервер запрос с логином и паролем, сервер спрашивает у базы, есть ли такой пользователь и совпадает ли пароль, и возвращает ответ клиенту. Поэтому проверку входа начинают с базы: запросом убеждаются, что нужный пользователь в ней есть и данные о нём записаны верно. Только потом переходят к допустимым и недопустимым значениям в полях формы.

Данные любого приложения с пользователями, заказами или платежами лежат в базе, потому что в документе вёрстки или файле стилей их не сохранить. С базами работают не только тестировщики, они нужны и разработчикам, и бизнес-аналитикам.

• СтатьяКлиент-серверная архитектура: где в ней база данных
• СтатьяТестирование полей ввода и веб-форм

БД и СУБД: в чём разница

База данных (БД) – набор сведений, хранящихся в упорядоченном виде. Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, которая позволяет создавать, изменять и удалять данные, даёт к ним доступ и отвечает за их безопасность.

Чем БД отличается от СУБД, спрашивают часто, и вопрос нередко ставит в тупик. Я предлагаю запомнить так. База данных – это объект, просто набор данных. СУБД – программа, которая этими данными управляет.

Реляционные СУБД понимают язык запросов SQL (Structured Query Language). Основа у него общая, но у каждой системы свой диалект, и один и тот же запрос в разных СУБД иногда ведёт себя по-разному. На собеседовании обычно спрашивают, с какими СУБД вы работали, и просят написать запрос SELECT, а иногда и JOIN. Различия СУБД подробно разобраны в книге Святослава Куликова, ссылку на которую я оставил под роликом, но новичку она даётся тяжело, и для начала хватит запросов из следующих уроков курса.

• MySQL

  На ней я показываю запросы в следующих уроках курса. Версия MySQL Community Server бесплатная.

• PostgreSQL

  Свободная СУБД. Основные запросы в ней пишутся так же, как в MySQL, а различия начинаются в функциях, типах данных и сравнении строк.

• Microsoft SQL Server и Oracle

  СУБД двух крупных компаний, у каждой свой диалект SQL.

• MongoDB

  Документная СУБД из семейства NoSQL. Таблиц в ней нет: данные лежат в документах, а запросы пишут в собственном синтаксисе, без SQL.

Реляционная база: таблицы, ключи и связи

Основных типов баз данных три. В иерархической данные образуют дерево: от корневого узла расходятся ветви, и у каждого узла, кроме корня, есть предок уровнем выше. В сетевой узлы связаны как в сети, и кроме связи один ко многим бывает связь многие ко многим. Сегодня чаще всего встречается реляционная модель, где данные лежат в двумерных таблицах и таблицы связаны между собой.

Строки таблицы называют записями, а столбцы полями. Первичный ключ (primary key) однозначно определяет строку, он обязателен и не повторяется. Имя на эту роль не годится: людей с одинаковым именем в таблице может оказаться несколько, и запрос по имени вернёт их всех. Поэтому у каждой строки есть свой номер, обычно в поле id.

Внешний ключ (foreign key) связывает две таблицы. В одной таблице хранят идентификатор строки из другой и по нему находят связанные данные, например поле customer_id в таблице заказов указывает на покупателя из таблицы покупателей. Внешний ключ не обязателен и появляется там, где таблиц несколько и между ними есть связь. Типов связи три, и один из них называют двумя способами.

• Один к одному

  Каждой записи в одной таблице соответствует ровно одна запись в другой, как у пользователя и его единственного профиля.

• Один ко многим и многие к одному

  Каждой записи в одной таблице соответствует одна или несколько записей в другой: у одного покупателя много заказов. Многие к одному – та же связь, если смотреть со стороны заказов.

• Многие ко многим

  Каждой записи в одной таблице соответствует ноль, одна или несколько записей в другой, и наоборот. Студент записан на несколько курсов, а на каждом курсе учится много студентов. Такую связь обычно хранят через третью, промежуточную таблицу.

• Шпаргалкабазы данных, как устроены

Нормальные формы, нормализация и денормализация

Нормализация – это приведение таблиц к нормальной форме. Нормальные формы – требования к таблицам в теории реляционных баз данных: правила, по которым таблицы строят, чтобы СУБД обрабатывала их корректно и данные в них не повторялись. Знать стоит как минимум первые две, третью на собеседованиях спрашивают реже.

• Первая нормальная форма (1НФ)

  Каждое поле хранит одно значение, то есть значения атомарны. Строка, где в поле "Телефон" через запятую записаны два номера, первой нормальной форме не отвечает. Её делят так, чтобы в каждом поле осталось одно значение и с ним можно было работать отдельно. На практике такое поле ломает поиск: оператор службы доставки ищет клиента по номеру телефона, и точный поиск не находит того, у кого в поле записаны два номера через запятую.

• Вторая нормальная форма (2НФ)

  Таблица уже в первой нормальной форме, и каждое поле зависит от всего первичного ключа целиком. Пример из урока: ключ составлен из отдела и должности, зарплата зависит от обоих, а то, нужен ли сотруднику компьютер, зависит только от должности. Это поле выносят в отдельную таблицу должностей, а зарплата остаётся на месте.

• Третья нормальная форма (3НФ)

  В уроке я оставляю её для самостоятельного чтения. Коротко: таблица во второй нормальной форме, и поля вне ключа не зависят друг от друга. Если в таблице заказов рядом с идентификатором покупателя хранится его город, город зависит от покупателя, и его место в таблице покупателей.

• Денормализация

  Обратный процесс. В запросах к полностью нормализованной базе нередко приходится соединять десяток таблиц и больше, а каждое соединение отнимает ресурсы сервера и время. Тогда небольшие, редко меняющиеся и тесно связанные таблицы объединяют в одну или добавляют в таблицу избыточное поле, и за целостностью данных потом следят отдельно. Решают это те, кто хорошо знает базу и её нагрузку, а начинающему тестировщику достаточно знать, что нормальные формы иногда нарушают нарочно, ради скорости.

Пример: ключи и связи в учебной базе магазина

Связи удобнее всего разглядеть на живых данных. В SQL-песочнице лежит база интернет-магазина из курса SQL: покупатели в таблице customers, заказы в orders, платежи в payments. Запросы ниже выполняются там как есть, без установки и регистрации.

• 1. Посмотреть заказы

  SELECT id, customer_id, status, amount FROM orders ORDER BY id LIMIT 5; выведет первые пять заказов. Поле id – первичный ключ заказа, а customer_id указывает на покупателя из customers. У одного покупателя бывает несколько заказов, и это связь один ко многим.

• 2. Найти платежи заказа

  SELECT * FROM payments WHERE order_id = 111; вернёт две строки. Поле order_id связывает платёж с заказом, и у заказа 111 платежей два.

• 3. Найти заказ без платежа

  Заказ 109 стоит в таблице orders в статусе paid, а запрос SELECT * FROM payments WHERE order_id = 109; не находит ни одной строки.

• 4. Решить, что это значит

  Таблицы расходятся: один заказ оплачен дважды, другой считается оплаченным без платежа. В интерфейсе магазина этого не видно, а в базе расхождение находится двумя запросами. Это повод для баг-репорта, и какая из таблиц права, выясняют с аналитиком или разработчиком.

• ПесочницаПопробовать запросы прямо в браузере, без регистрации

Видеоурок, шпаргалки и задания

Базы данных я разбираю в девятнадцатом уроке курса "Тестировщик с нуля" на YouTube. Этим уроком открывается блок о базах данных, следом идут уроки о таблицах в MySQL, о SELECT и о JOIN. В бесплатном базовом курсе по тестированию тема идёт уроком "Что такое БД и СУБД? Нормальные формы", и после теории в нём есть задания.

Шпаргалка о базах данных собирает таблицы, ключи, связи, нормализацию и выбор между SQL и NoSQL, а шпаргалка о MongoDB показывает документную базу рядом с привычными таблицами. В тренажёре SQL запросы пишут к учебной базе библиотеки и сразу видят результат. Дальше, на задачах из рабочего дня тестировщика, SQL учит мой отдельный курс.

• Урок курсаЭтот урок с заданиями – бесплатно
• Мой видеоурокбазы данных для тестировщиков и QA
• ПесочницаПопробовать запросы прямо в браузере, без регистрации
• Шпаргалкабазы данных, как устроены
• ШпаргалкаMongoDB для тестировщика
• ТренажёрSQL-запросы
• ПесочницаSQL для тестировщика: таблицы и основные команды
• СтатьяЗапросы SELECT: WHERE, ORDER BY, LIMIT

Курсы по теме

• бесплатный

  Тестирование ПО с нуля. Теория + Практика. Базовый уровень

  Первое рабочее место тестировщика

  89 уроков113 441
• платный

  Рабочий день тестировщика: тренажер по SQL

  Один рабочий день с SQL

  43 урока205

Вопросы и ответы