litoq/digitalization-2026-10
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
8a0f9cfb5f111eadf75608a2fa1d878da5b1dab8
digitalization-2026-10/README.md
T

22 KiB
Raw Blame History

Учебный кейс «Учёт газоперекачивающих агрегатов и результатов осмотров»

1. Описание ситуации

На двух компрессорных станциях эксплуатируются газоперекачивающие агрегаты (ГПА). Сотрудники проводят осмотры и фиксируют результат: «Без замечаний» или «Есть замечания», при необходимости добавляют комментарий.

Сведения ведутся в общей электронной таблице: названия станций и оборудования повторяются в каждой строке. Необходимо создать небольшую базу данных, чтобы исключить лишнее повторение сведений и получать ответы на вопросы руководителя.

Все названия, записи и результаты осмотров вымышлены. Кейс не предназначен для диагностики оборудования.

2. Что должна позволять база данных

  • Хранить перечень станций и установленного оборудования.
  • Регистрировать осмотры.
  • Находить осмотры с замечаниями.
  • Получать сводку по каждой станции.

3. Структура данных

В учебной модели три таблицы:

Таблица Что хранится Поля
stations Компрессорные станции station_id, name
units Газоперекачивающие агрегаты unit_id, station_id, inventory_no, commissioned_year
inspections История осмотров inspection_id, unit_id, inspection_date, result, comment

id — идентификатор записи. Первичный ключ однозначно определяет запись; внешний ключ связывает её с записью другой таблицы.

Компрессорная станция (1) ── (N) Агрегат (1) ── (N) Осмотр

Одна станция может содержать несколько агрегатов; у агрегата может быть несколько осмотров. В этом кейсе агрегат закреплён за одной станцией. Историю перемещений, сотрудников, ремонты и датчики не рассматриваем.

Исходные данные: 2 станции, 4 агрегата, 6 осмотров. Данные для загрузки приведены в SQL и JSON ниже — создавать их самостоятельно не требуется.

4. Создание диаграммы — готовый код

Выполните этот шаг до перехода к SQL-заданиям.

  1. Откройте генератор диаграмм dbdiagram.
  2. Найдите редактор схемы. Выберите DBML, если сервис предлагает выбор формата.
  3. Удалите демонстрационный пример и вставьте весь код из блока ниже. Строки с обозначением языка блока копировать не нужно: копируйте только сам код.
  4. Схема должна появиться рядом с редактором. При необходимости перейдите из страницы генератора в интерактивный редактор по предложенной сервисом ссылке.
  5. Найдите три таблицы и две линии связей. Сохраните скриншот диаграммы.

DBML — текстовое описание структуры. Этот код рисует диаграмму, но не создаёт таблицы в PostgreSQL. Регистрация для просмотра интерактивной ERD по описанию сервиса не требуется; дополнительные функции полного редактора могут требовать учётную запись.

Table stations {
  station_id integer [pk, note: 'Идентификатор станции']
  name text [not null, note: 'Название станции']
  Note: 'Компрессорные станции'
}

Table units {
  unit_id integer [pk, note: 'Идентификатор агрегата']
  station_id integer [not null, note: 'Станция установки']
  inventory_no text [not null, unique, note: 'Инвентарный номер']
  commissioned_year integer [not null, note: 'Год ввода в эксплуатацию']
  Note: 'Газоперекачивающие агрегаты'
}

Table inspections {
  inspection_id integer [pk, note: 'Идентификатор осмотра']
  unit_id integer [not null, note: 'Осмотренный агрегат']
  inspection_date date [not null, note: 'Дата осмотра']
  result text [not null, note: 'Без замечаний или Есть замечания']
  comment text [note: 'Комментарий']
  Note: 'Журнал осмотров'
}

Ref: units.station_id > stations.station_id
Ref: inspections.unit_id > units.unit_id

Проверьте результат:

  • В units поле station_id связано с stations.station_id.
  • В inspections поле unit_id связано с units.unit_id.
  • Название станции не дублируется в каждой строке осмотра.

Три уровня проектирования на этом примере:

  • Концептуальный: станция, агрегат, осмотр и связи между ними.
  • Логический: атрибуты, идентификаторы и структура связей.
  • Физический: конкретные таблицы, типы данных и ограничения PostgreSQL в следующем разделе.

Диаграмма выше показывает уже детализированную структуру; для каждого уровня отдельную диаграмму строить не требуется.

5. Создание и заполнение базы PostgreSQL

  1. Откройте Aiven PostgreSQL Playground.
  2. Перейдите к SQL-редактору, удалите демонстрационный код.
  3. Вставьте весь следующий SQL-скрипт и выполните его кнопкой запуска в интерфейсе.
  4. Дождитесь завершения без ошибок.
  5. Сохраните скрипт у себя в текстовом файле. Не обновляйте и не закрывайте вкладку во время работы.

Внимание: первые три команды удаляют учебные таблицы и их содержимое. Скрипт нужен для первоначального создания БД и возврата к исходным данным. Не применяйте его к реальной рабочей базе.

DROP TABLE IF EXISTS inspections;
DROP TABLE IF EXISTS units;
DROP TABLE IF EXISTS stations;

CREATE TABLE stations (
    station_id INTEGER PRIMARY KEY,
    name TEXT NOT NULL
);

CREATE TABLE units (
    unit_id INTEGER PRIMARY KEY,
    station_id INTEGER NOT NULL REFERENCES stations(station_id),
    inventory_no TEXT UNIQUE NOT NULL,
    commissioned_year INTEGER NOT NULL
);

CREATE TABLE inspections (
    inspection_id INTEGER PRIMARY KEY,
    unit_id INTEGER NOT NULL REFERENCES units(unit_id),
    inspection_date DATE NOT NULL,
    result TEXT NOT NULL CHECK (result IN ('Без замечаний', 'Есть замечания')),
    comment TEXT
);

INSERT INTO stations (station_id, name) VALUES
(1, 'КС «Северная»'),
(2, 'КС «Южная»');

INSERT INTO units (unit_id, station_id, inventory_no, commissioned_year) VALUES
(1, 1, 'ГПА-001', 2018),
(2, 1, 'ГПА-002', 2020),
(3, 2, 'ГПА-003', 2019),
(4, 2, 'ГПА-004', 2022);

INSERT INTO inspections (inspection_id, unit_id, inspection_date, result, comment) VALUES
(1, 1, '2026-10-20', 'Без замечаний', 'Видимых замечаний нет'),
(2, 2, '2026-10-20', 'Есть замечания', 'Повреждена маркировка'),
(3, 3, '2026-10-20', 'Есть замечания', 'Зафиксирован посторонний шум'),
(4, 4, '2026-10-20', 'Без замечаний', 'Видимых замечаний нет'),
(5, 2, '2026-10-21', 'Без замечаний', 'Маркировка восстановлена'),
(6, 3, '2026-10-21', 'Есть замечания', 'Требуется дополнительная проверка');

Проверка загрузки

Замените текст в редакторе проверочным запросом и выполните его. Выполненный код создания не нужно повторять перед каждым запросом; при необходимости сохраните его отдельно и оставляйте в редакторе только текущий запрос.

SELECT 'stations' AS table_name, COUNT(*) AS row_count FROM stations
UNION ALL
SELECT 'units', COUNT(*) FROM units
UNION ALL
SELECT 'inspections', COUNT(*) FROM inspections;

Ожидается: stations — 2, units — 4, inspections — 6.

Если после очистки редактора сервис начинает новую сессию и таблицы недоступны, используйте в одном запуске исходный скрипт и текущий запрос; учитывайте, что это каждый раз сбрасывает внесённые изменения. Для заданий добавления и исправления записи выполняйте все связанные команды вместе после исходного скрипта. Резервная площадка — db<>fiddle, выберите PostgreSQL: создание и загрузку поместите в первый блок, запросы — в следующие.

6. Работа с реляционной базой: задания с решениями

Сначала выполните задания 1–6 на исходных данных. Затем переходите к добавлению и изменению записей. Каждый блок ниже можно скопировать в SQL-редактор.

Задание 1. Просмотреть все агрегаты

Решение:

SELECT *
FROM units
ORDER BY unit_id;

Ожидаемый результат и объяснение: Появятся четыре строки: ГПА-001, ГПА-002, ГПА-003 и ГПА-004. SELECT означает «выбрать», * — все столбцы, FROM — из какой таблицы.

Задание 2. Найти агрегаты, введённые после 2019 года

Решение:

SELECT inventory_no, commissioned_year
FROM units
WHERE commissioned_year > 2019
ORDER BY inventory_no;

Ожидаемый результат и объяснение: Две строки: ГПА-002 — 2020; ГПА-004 — 2022. WHERE задаёт условие. Значение 2019 не включается.

Задание 3. Найти осмотры с замечаниями

Решение:

SELECT inspection_id, unit_id, inspection_date, comment
FROM inspections
WHERE result = 'Есть замечания'
ORDER BY inspection_id;

Ожидаемый результат и объяснение: Три записи: осмотры № 2, 3 и 6. Это число событий, а не число неисправных агрегатов.

Задание 4. Показать станцию каждого агрегата

Решение:

SELECT u.inventory_no, s.name AS station
FROM units AS u
JOIN stations AS s ON s.station_id = u.station_id
ORDER BY u.inventory_no;

Ожидаемый результат и объяснение: ГПА-001 и ГПА-002 относятся к КС «Северная», ГПА-003 и ГПА-004 — к КС «Южная». JOIN соединяет таблицы, ON указывает связь. u и s — короткие обозначения таблиц, AS station — подпись столбца результата.

Задание 5. Получить подробный список замечаний

Решение:

SELECT i.inspection_date,
       s.name AS station,
       u.inventory_no,
       i.comment
FROM inspections AS i
JOIN units AS u ON u.unit_id = i.unit_id
JOIN stations AS s ON s.station_id = u.station_id
WHERE i.result = 'Есть замечания'
ORDER BY i.inspection_date, u.inventory_no;

Ожидаемый результат и объяснение: Три строки: ГПА-002 на КС «Северная» — 20.10.2026; ГПА-003 на КС «Южная» — 20.10.2026 и 21.10.2026. Название станции получено через две связи.

Задание 6. Получить сводку по всем станциям

Решение:

SELECT s.name AS station,
       COUNT(i.inspection_id) AS inspections_total,
       SUM(CASE WHEN i.result = 'Есть замечания'
                THEN 1 ELSE 0 END) AS inspections_with_remarks
FROM stations AS s
LEFT JOIN units AS u ON u.station_id = s.station_id
LEFT JOIN inspections AS i ON i.unit_id = u.unit_id
GROUP BY s.station_id, s.name
ORDER BY s.station_id;

Ожидаемый результат и объяснение: КС «Северная»: всего 3 осмотра, с замечаниями 1. КС «Южная»: всего 3 осмотра, с замечаниями 2. GROUP BY объединяет записи по станции. COUNT считает осмотры. SUM(CASE ...) считает только записи с замечаниями. LEFT JOIN позволяет сохранить в отчёте даже станцию без осмотров.

Задание 7. Зарегистрировать новый осмотр

Добавьте осмотр ГПА-001 от 22.10.2026. В комментарии специально оставлена опечатка для следующего задания.

INSERT INTO inspections
    (inspection_id, unit_id, inspection_date, result, comment)
VALUES
    (7, 1, '2026-10-22', 'Без замечаний', 'Осмотр заврешён');

SELECT * FROM inspections WHERE inspection_id = 7;

Ожидается новая запись № 7. Общее число осмотров увеличится с 6 до 7. Этот INSERT выполняйте один раз: повторная вставка того же идентификатора вызовет ошибку первичного ключа.

Задание 8. Исправить комментарий

UPDATE inspections
SET comment = 'Осмотр завершён'
WHERE inspection_id = 7;

SELECT * FROM inspections WHERE inspection_id = 7;

Ожидается: у записи № 7 комментарий «Осмотр завершён». UPDATE изменяет запись, WHERE ограничивает изменение конкретной записью. Не убирайте условие: иначе комментарий изменится у всех осмотров.

Повторите сводку из задания 6. После добавления осмотра у КС «Северная» будет 4 осмотра, из них 1 с замечаниями; у КС «Южная» — 3 и 2 соответственно.

7. Работа с документной моделью: задания с решениями

Используем тот же исходный набор из шести осмотров, до добавления записи № 7. Здесь каждый осмотр — отдельный документ. Название станции и номер агрегата записаны прямо внутри него. Это альтернативная учебная модель с намеренным повторением части сведений.

Шаг 1. Загрузить документы

  1. Откройте Mongo Playground.
  2. Выберите режим single collection и формат bson, если предлагается выбор.
  3. В поле Database удалите пример и вставьте весь массив ниже.
  4. В поле Query вставьте запрос из следующего шага.
  5. Выполните запрос командой запуска в интерфейсе или сочетанием Ctrl + Enter (Cmd + Enter на macOS).

Поле Database задаёт исходные документы песочницы. Команда SQL или insertMany() здесь не нужна.

[
  {
    "inspection_id": 1,
    "date": "2026-10-20",
    "station": "КС «Северная»",
    "unit": "ГПА-001",
    "result": "Без замечаний",
    "details": {
      "observation": "Видимых замечаний нет"
    }
  },
  {
    "inspection_id": 2,
    "date": "2026-10-20",
    "station": "КС «Северная»",
    "unit": "ГПА-002",
    "result": "Есть замечания",
    "details": {
      "observation": "Повреждена маркировка"
    }
  },
  {
    "inspection_id": 3,
    "date": "2026-10-20",
    "station": "КС «Южная»",
    "unit": "ГПА-003",
    "result": "Есть замечания",
    "details": {
      "observation": "Зафиксирован посторонний шум"
    }
  },
  {
    "inspection_id": 4,
    "date": "2026-10-20",
    "station": "КС «Южная»",
    "unit": "ГПА-004",
    "result": "Без замечаний",
    "details": {
      "observation": "Видимых замечаний нет"
    }
  },
  {
    "inspection_id": 5,
    "date": "2026-10-21",
    "station": "КС «Северная»",
    "unit": "ГПА-002",
    "result": "Без замечаний",
    "details": {
      "observation": "Маркировка восстановлена"
    }
  },
  {
    "inspection_id": 6,
    "date": "2026-10-21",
    "station": "КС «Южная»",
    "unit": "ГПА-003",
    "result": "Есть замечания",
    "details": {
      "observation": "Требуется дополнительная проверка"
    }
  }
]

Шаг 2. Показать все осмотры

Вставьте в поле Query:

db.collection.find({})

Ожидается: 6 документов. Дата в примере хранится строкой YYYY-MM-DD, а не специальным типом даты MongoDB.

Шаг 3. Найти осмотры с замечаниями

db.collection.find({
  "result": "Есть замечания"
})

Ожидается: 3 документа — inspection_id 2, 3 и 6.

Шаг 4. Найти историю выбранного агрегата

db.collection.find({
  "unit": "ГПА-003"
})

Ожидается: 2 документа — осмотры № 3 и 6.

Шаг 5. Добавить поле к одному исходному документу

В поле Database найдите первый документ (inspection_id 1). После строки "inspection_id": 1, добавьте строку:

"photo": "inspection_01.jpg",

Не удаляйте запятые между полями. Затем выполните:

db.collection.find({
  "inspection_id": 1
})

Ожидается: документ № 1 с новым полем photo. Оно содержит имя файла, не саму фотографию. Это редактирование исходного набора песочницы; изменение записи командой СУБД в реляционной части показано отдельно через UPDATE.

Шаг 6. Получить сводку по замечаниям

Дополнительное задание; если времени недостаточно, его демонстрирует преподаватель.

db.collection.aggregate([
  { "$match": { "result": "Есть замечания" } },
  { "$group": { "_id": "$station", "remarks_count": { "$sum": 1 } } },
  { "$sort": { "_id": 1 } }
])

Ожидается: КС «Северная» — 1; КС «Южная» — 2. $match отбирает документы, $group объединяет по станции, $sum считает, $sort упорядочивает. В этой сводке появятся только станции, у которых есть замечания; станции без замечаний она не выводит.

8. Ссылки на инструменты

Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink