By uploading my assignment onto Learning Mall Online, I formally declare that all of the above information is true to the best of my knowledge and belief.

DTS106TC Introduction to Database

Coursework- Assessment Task 002

Due: 17:00, June 3rd    2025

Weight: 40%

Maximum Marks: 100

The course work will be assessed for the following learning outcomes (LO’s):

A.   Demonstrate a basic understanding of  the design of databases. ( Bloom's Level: Understand (Comprehension))

B.   Show a fundamental grounding in the operation and usage of database management systems including "hands-on" experience of a basic database management system. ( Bloom's Level: Apply)

C.   Demonstrate in-depth knowledge of the database language, SQL. ( Bloom's Level: Remember, Understand, Apply, Analyze,  and Evaluate)

Individual/Group: Individual

Late policy: 5% of the total marks available for the assessment shall be deducted from the assessment mark for each working day after the submission date, up to a maximum of five working days.

Risks:

l  Please read the coursework instructions and requirements carefully. Not following these instructions and requirements may result in loss of marks.

l  The formal procedure for submitting coursework at XJTLU is strictly followed. Submission link on Learning Mall will be provided in due course. The submission timestamp on Learning Mall will be used to check late submission.

l  Ensure that each question's answer is written in one place within the coursework.  Do not split your response across different sections.

Overview:

In detail, Step 1 (Q1: ER Diagram) requires students to analyze the provided dataset, identifying data types and draw  the  ER  diagram.  Step  2  (Q2:  Normalization)  is  undertaken  to  mitigate  redundancy  and  dependency, thereby  ensuring  data  integrity  and  enhancing  database  performance.  Subsequently,  Step  3  (Q3:  Database Construction, Q4: Querying) illustrates the process of populating/exporting data of the Database Management System and executing manipulations on the Database Management System using SQL. Step 5 (Q5: Reflection Question) helps summarize the learning in class and how it helps understanding and solving different parts of coursework. Lastly, Step 6 (Q6: Reflection Question) helps understand the limitations of relational database.

You will be required to write a brief report to answer the questions and note down your process, thoughts, and assumptions made as well as answers.

There are the following 5 parts of this coursework

1.     ER Diagram ( Marks 15)

2.    Normalization ( Marks 15)

3.    Database Construction and Data Import ( Marks 25)

4.    SQL Queries and Relational Algebra ( Marks 25)

5.    Reflection Question on Database Design ( Marks 10)

6.    Reflection on Understanding the Limitations of Relational Database Design ( Marks 10)

You are required to write a concise report addressing the questions, documenting your thought process, assumptions, and solutions. Ensure that your answers are clearly presented in one cohesive section.

Marking Criteria

This coursework will be graded out of  100 marks and contributes 40% of the overall credit for the module. There are 6 questions different marks available for every question. Marks will be awarded based on the level of correctness of  each answer. For example, 100% for fully correct with required  explanation/justification, partial marks based on the level of incorrectness or missing required details. For detail rubrics see at the end of the coursework.

DATASET

The dataset to be used for this assessment is random generated film database. The dataset contains four .csv files films, people, review, and roles. The dataset / files can be downloaded from LMO under the Assessment 002-Coursework.

SETUP

You can complete this coursework using PostgreSQL.

Q1:  ER Diagram (15 Marks)

In t his part of t he coursework, you are required to analyze the relationships between the given files (through LMO) . Based on your analysis, draw the Entity-Relationship ( ER) Diagram that represents the relationships and constraints between the tables.

1.   Use  standard  symbols  to  draw  the  ER  diagram.  Identify  the  entities,  their  attributes,  and describe the relationships between them, including the cardinality (e.g., one-to-many, many- to-many).  Additionally,   provide  a  clear  explanation  of  t he   ER  diagram  to   ensure  better understanding.

2.   Explain  any  constraints  (e.g.,  Weak entity constraints, Attribute constraints,  Key constraints etc).

Note: Make sure your ER diagram is clear, properly labeled, and shows all the relationships between entities. Explain any assumptions you make . The diagram should provide a comprehensive view of how the tables are interconnected and  help  understand  the structure  of the database. Also give a  brief  explanation  of t he  ER diagram. You  are also  required to write  and  note  down  your  process, thoughts,  and  assumptions  made  (if any). See the detail rubrics at the end of the coursework.

Q2: Normalization (15 Marks)

Given the tables in the film database, evaluate whether they are in a normalized form. If they are not, convert them into Third Normal Form (3NF).

1. Evaluate the Current Structure: Analyze the given table structure and determine if any table violates 1 NF, 2 NF, or 3 NF. If any violations are found, decompose the table into smaller tables that are free from redundancy and dependency issues.

2. Normalization to 3NF:   If  the  tables  are   not  in  3 NF,  perform  the  necessary  decomposition  or normalization to bring them to 3 NF.

3. Identify and Suggest Improvements:  Identify potential issues in the current table design and suggest improvements for achieving better normalization and an optimized database design.

4. Provide Updated Structures: After normalization, provide the updated table structures, ensuring they accurately reflect the correct relationships and attributes for each table.

Note:  Pay  special  attention  to   how  data  is  structured  and  ensure  that   all   non-key  attributes  are  fully functionally dependent on the primary key. Give brief explanation for each point discussed above. Explain any assumptions you make.

Q3: Database Construction and Importing Data into PostgreSQL (25 Marks)

In t his part of t he assignment, you are required to create a new database named film_db in PostgreSQL. Once the database is created, you will define and create four tables given (See DATASET) . For each table, you must define appropriate columns that accurately represent the required information. Ensure that each table has the correct data types for each column, and apply constraints such as primary keys, candidate keys, foreign keys, and not null  constraints where  necessary  to  maintain  data  integrity.  Once  the  tables  are  defined,  you  will import data into them from CSV files, ensuring that the data aligns with the table structure and the constraints applied in the previous steps. The successful completion of this task will demonstrate your ability to create a well-structured database and import relevant data into it correctly.

To verify the successful import of data into the tables, execute the SQL query SELECT * FROM <table>; for each of the tables you have created. This query will display all the rows and columns from the respective tables, allowing  you  to  confirm  that  the  data  has  been  imported  correctly. After running   these queries, take screenshots of the results and provide them in your report. The images should clearly show the output of each query, demonstrating that the tables contain the expected data. Additionally, explain the output of each query in  your  report,  highlighting  any   important  details,  such  as  the  correctness  of  the  imported  data  or  any discrepancies that may require attention. This step ensures that the data import process has been completed successfully and the tables are correctly populated.

Note: Show image of CSV and results generated from the above query side-by-side for comparison. See the detail rubrics at the end of the coursework.

Q4: Querying and Relational Algebra (25 Marks)

For this question, you need to write SQL queries to perform different operations on a film database that has been imported into a PostgreSQL database. The tasks will test your understanding of SQL functions, grouping, and filtering. Some queries might involve multiple steps, while others will be simpler. Additionally, for two of the queries, you  are  required to write the  corresponding  relational  algebra  expressions. The  queries to  be performed are as follows:

1. Write a query that calculates the average review score for each film and ranks the films from highest to lowest based on this score. Display the top 5 films with the highest average rating.

2. Write a query that returns a list of films that have received more than 5 reviews. (You will need to use grouping and counting functions to achieve this).

3. Write a query that shows the  number of films each actor has appeared in. (You will need to join the Films and Roles tables and count the number of films associated with each actor).

4. For  the  above   Query   1  and  Query  2,  also  write  the   relational   algebra  expressions.  Explain  how relational algebra can be used to represent the operations performed in these queries.

For each query you create, please include the output as an image. Additionally, provide a brief explanation of how the SQL query works. Be sure to also share the SQL query file so that it can be reviewed, executed, and verified. You are also   required to write and  note  down your  process, thoughts,  and  assumptions  made  (if any). See the detail rubrics at the end of the coursework.

Q5: Reflection on Database Design (10 Marks)

(This question aligns with Learning Outcome A : "Demonstrate a basic understanding of the design of database". It encourages students to reflect on how the knowledge and skills gained during the learning process have enhanced their understanding and ability to apply key concepts in database design.)

Reflect on any of the one topic covered throughout the Introduction to Database course, mentioning any   in-class   activities   or   practical   exercises.    How   have   these   concepts   contributed   to   your understanding of database design, querying, or management? In your response, please combine the theoretical knowledge gained with any hands-on experience to explain how you applied these learnings in database design? Additionally, identify which concepts were most challenging or intriguing for you, and  explain  why  they  stood  out.  Provide  concrete  examples  from  the  class  /  lab  to  support  your reflections.

Provide one example to support your answer.  Its important to understand the criteria outlined in the rubric. One key aspect student might be missing is the connection to classroom / lab discussions or class activities / teaching. It is important to ensure that your answer is not simply a random scenario or generic explanation. While online tools and software might help with the   answers  or  provide topic summaries,  your  response  will  only  be  considered  correct  if  it  is  clearly  rooted  in  the  topics  and scenarios highlighted /mentioned during our class discussion / sessions or lab activities. Make sure to link your examples directly to the concepts and exercises we’ve worked on in class / lab for a more comprehensive and relevant response. Highlight important points or claims mentioned in your answer for better readability.

For the explanation of the question, highlight key points using methods like bolding, italicizing, underlining, or changing the font color. Combine these with bullet points to enhance readability. Ensure the theoretical part remains within 500-600 words or a maximum of one page. Content that surpasses this limit, without a valid and reasonable justification, will  not  be  considered  for  evaluation. See the detail  rubrics  at the  end  of the coursework.

Q6: Reflection on Understanding the Limitations of Relational Database Design (10 Marks)

(This question aligns with Learning Outcomes A, encouraging students to reflect on their experience with relational database design, and related challenges. It helps assess their learning about database design, flexibility, scalability, and handling different data types)

Think about your experience with designing, developing, and querying  relational  database  using SQL  in the coursework 1. Reflect on the limitations you encountered while working with simple, structured data (if any) . Consider the challenges you might face when dealing with large volumes of data of varying types, particularly in terms of flexibility, scalability, and handling unstructured data. Reflect on how relational databases manage structured versus unstructured data ? In your opinion, what types of data, especially those with large volumes or diverse formats, would benefit from a different approach to database design ?

For the explanation of the question, highlight key points using methods like bolding, italicizing, underlining, or changing the font color. Combine these with bullet points to enhance readability. Ensure the theoretical part remains within 500-600 words or a maximum of one page. Content that surpasses this limit, without a valid and reasonable justification, will  not  be  considered  for  evaluation. See the detail  rubrics  at the  end  of the coursework.

In your report, explain any assumptions or decisions you made while performing the assignment. Provide insights on how you approached each example.