1 Übungen zu Datenbank-Kategorien

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1 1 Übungen zu Datenbank-Kategorien Übung 1.1 Betrachten Sie anhand der grafischen Darstellung im Skript den Unterschied zwischen einer Desktop Datenbank und einer Client-Server Datenbank. Geben Sie für beide Systeme an: a) notwendige Parameter für einen Verbindungsaufbau b) Vorteile und Nachteile c) typische Einsatzgebiete MS ACCESS ist ein Beispiel für eine Desktop-Datenbank. Trotzdem gibt es manche IT-Laien, die von einem Access-Server sprechen. Was könnte damit gemeint sein? Übung 1.2 Ein Unternehmen möchte ein Customer Relationship Management System (CRM) zur Verwaltung von Kundendaten einführen. Das System soll folgende Eigenschaften haben: Innendienstler der zentralen Verwaltung greifen von ihren normalen Arbeitsplatzrechnern auf die Daten zu. Außendienstler werden mit tragbaren Laptops ausgestattet, die auch offline direkt beim Kunden eingesetzt werden sollen. Innendienstler haben Zugriff auf alle Kundendaten, Außendienstler nur auf die Kunden ihres Bezirks. Aufgaben: a) Skizzieren Sie ein grobes Schaubild der Systemarchitektur. Machen Sie dabei kenntlich an welchen Stellen Datenbanksysteme zum Einsatz kommen sollen. b) In welchen Bereichen des CRM-Systems würden Sie ein Desktop DBS und in welchen Bereichen ein Client-Server DBS einsetzen? Begründen Sie, indem Sie Vor- und Nachteile der jeweiligen Systeme bewerten.

2 2 Übungen zu SQL Übung 2.1 Das Hersteller/Produkt Beispiel der Vorlesung enthält Integrity-Constraints. Geben Sie eine Folge von Insert, Update und Delete SQL-Befehlen an, die aufgrund der Constraints fehlschlagen. Welche Statements schlagen warum fehl? Hersteller nr# Produkt nr# herstellernr Übung 2.2 Geben Sie ein SQL-Script an, das die folgenden Tabellen anlegt: Person nr# vor plz strasse Plzort plz# ort Legen Sie dabei folgende Integrity-Constraints an: das Feld ort in der Tabelle plzort darf nicht leer sein der Wert plz in der Tabelle person muss in der Tabelle plzort vorkommen die Kombination vor, soll eindeutig sein die plz darf nur aus Ziffern bestehen (Hinweis: SIMILAR TO) Übung 2.3 Geben Sie für folgende Datenmanipulationen an den obigen Tabellen SQL-Statements an: a) Auflisten aller nr in person, bei denen mindestens eines der restlichen Felder leer ist b) Anhängen des Strings bla an jeden n in person (Hinweis: der Operator für String-Konkatenation lautet in SQL )

3 Übung 2.4 Das hersteller/produkt Beispiel der Vorlesung werde wie folgt um eine Tabelle mit Zulieferungen der Hersteller erweitert: -- Tabellendefinitionen create table hersteller ( create table produkt ( create table lieferung ( hnr varchar(4), pnr varchar(4), lnr varchar(6), varchar(30), varchar(30), pnr varchar(4), stadt varchar(30), hnr varchar(4), datum date, primary key (hnr) preis numeric(8,2), menge numeric(8,2), ); primary key (pnr) primary key (lnr) ); ); -- referentielle Integrität alter table produkt add foreign key (hnr) references hersteller (hnr); alter table lieferung add foreign key (pnr) references produkt (pnr); Formulieren Sie auf diesen Tabellen die folgenden Abfragen in SQL: a) Auflistung aller Produkte (pnr, ) mit den zugehörigen Herstellern (hnr, ). b) Welcher Hersteller hat überhaupt kein Produkt? c) Welches ist die Einzellieferung (alle Felder) mit der höchsten Menge? d) Von welchen Herstellern (hnr, ) wurden im Monat 03/2002 keine Produkte geliefert? e) Tagesweise Auflistung des angelieferten Warenwerts (preis * menge). f) Monatsweise Auflistung des pro Hersteller angelieferten Warenwerts. g) Löschen Sie alle Produkte, die noch nie geliefert wurden. Formulieren Sie das Statement sowohl mit IN, als auch mit EXISTS. Übung 2.5 In die Tabelle person haben sich Einträge mit identischem Feld eingeschlichen: CREATE TABLE person ( nr INT PRIMARY KEY, VARCHAR(30), geburt DATE, adresse1 VARCHAR(30), adresse2 VARCHAR(30) ); Realisieren Sie die folgenden Fragestellungen in SQL: a) Ermitteln Sie alle Namen die mehrfach vorkommen. b) Zeigen Sie zusätzlich bei den Namen an, wie oft sie vorkommen. c) Löschen Sie alle Namen die mehrfach vorkommen bis auf einen Namen. Hinweis: Ggf. können Sie auch mehrere Statements verwenden. d) Können Sie Ihr Doublettenlöschverfahren verallgemeinern auf mehrere Spalten, z.b. auf doppelte Kombinationen + geburt?

4 3 Übungen zum relationalen Modell und Normalformen Übung 3.1 Sei R eine Relation mit Attributen A 1, A 2,...,A n. Geben Sie als Funktion von n an, wie viele Superschlüssel R hat, wenn a) A 1 der einzige Schlüsselkandidat ist b) {A 1, A 2 } und A 3 die einzigen Schlüsselkandidaten sind Übung 3.2 Manche Autoren stellen das Postulat auf, dass als Primary Key niemals ein reales Attribut genommen werden sollte, sondern immer nur ein künstlicher numerischer Schlüssel. Geben Sie Argumente an, die für bzw. gegen diese Ansicht sprechen. Übung 3.3 Das Relationsschema hersteller(hnr,,strasse,plz,ort) aus der Vorlesung soll wie folgt erweitert werden: ein Hersteller kann mehrere Standorte haben ein Standort ist als Hauptsitz zu kennzeichnen a) Entwerfen Sie für diese Anforderung ein relationales Datenbankschema und bewerten Sie Ihre Lösung unter dem Aspekt der Redundanzvermeidung. b) Können Foreign Key Constraints in Ihrer Lösung ggf. zu Problemen führen? (Hinweis: Versuchen Sie ein SQL-Statement zum Einfügen eines neuen Herstellers mit bestimmtem Hauptsitz zu formulieren.) Übung 3.4 Betrachten Sie die folgende Relation kunde und formen Sie sie in ein Datenbankschema mit Relationen in erster Normalform um. kunde kdnr# adresse ansprechpartner telefon hobbys Es gelten folgende Regeln: Ein Kunde kann beliebig viele Ansprechpartner haben. Pro Ansprechpartner interessieren maximal zwei Hobbys. Übung 3.5 Als Datenmodell für die erste Praktikumsaufgabe schlägt jemand vor, alle Informationen der Datei dbsnam.csv Eins-zu Eins in einer einzigen Relation abzulegen als personal = (nr#,, ort, gehalt, abtnr, abt) Geben Sie Beispiele für Insert-, Update- und Delete-Anomalien an, die zeigen, dass dieses Datenmodell schlecht ist.

5 Übung 3.6 Beweisen Sie die folgenden Inferenzregeln (direkt über die Definition der funktionalen Abhängigkeit oder (einfacher) mithilfe von Armstrongs Regeln): IR4 (Zerlegung) X Y Z X Y und X Z IR6 (Pseudotransitivität) X Y und W Y Z W X Z IR7 (Komposition) X Y und V W X V Y W Übung 3.8 Betrachten Sie folgendes Relationsschema: INVENTAR (inventarnr#, bezeichnung, typnr, typ, gebaeudenr#, gebaeude, raum, verwalter) Das Inventar wird pro Gebäude geführt, so dass {gebaeudenr, inventarnr} der Primärschlüssel ist. Ferner gelten die funktionalen Abhängigkeiten {gebaeudenr} {gebaeude, verwalter} {typnr} {typ} a) Welche Abhängigkeiten sind unverträglich mit den Normalformen 2NF, 3NF/BCNF? b) Formen Sie dieses Schema um (ggf. in mehreren Schritten) in ein Schema in BCNF. c) Wieso ist das von Ihnen erhaltene Schema nicht mehr in BCNF, wenn zusätzlich die funktionale Abhängigkeit {raum} {gebaeudenr} gilt? Was müssen Sie am Datenbankschema ändern, um auch in diesem Fall die Boyce-Codd Normalform zu erreichen? Übung 3.9 Für die Relation R(a, b, c, d, e, f, g, h) gelten folgende funktionale Abhängigkeiten: {be} {gh} {d} {c} {g} {fa} a) Was sind die Schlüsselkandidaten dieser Relation? Gibt es einen Schlüsselkandidaten, der d nicht enthält? b) Warum ist dieses Schema nicht in BCNF? c) Formen Sie dieses Schema in ein Schema in BCNF um. Erhält diese Umformung die funktionalen Abhängigkeiten?

6 4 Übungen zum Entity-Relationship Modell Übung 4.1 Oft sollen in einer Relation der Form R(att 1 #, att 2, bla, att 3 ) für das Atrribut bla nur bestimmte Werte zulässig sein. a) Schlagen Sie Lösungen für diese Anforderung im Rahmen des relationalen Modells vor. Welchen Ihrer Lösungsvorschläge favorisieren Sie? Warum? b) Wie sähe eine Lösung im Rahmen des Entity/Relationship-Modells aus? Übung 4.2 Entwickeln Sie für die folgenden Anforderungen einer Bibliotheksverwaltung ein Entity- Relationship Diagramm und leiten Sie daraus ein relationales Datenbankschema ab. Zu verwaltende Daten: Bücher mit Signatur, Titel, Autor, Schlagworte, Erscheinungsjahr, Ausleihkennung (ausleihbar, nicht ausleihbar, kurzzeitig ausleihbar,...) Buch-Begleitartikel mit Typ (CD, Lösungsbuch, Kurzreferenz,...), Beschreibung Benutzer mit Benutzernr, Name, Vor, Geburtsdatum, Adresse Ausleihen mit Buch, Benutzer, Ausleihdatum, Leihfrist Regeln: Ein Buch kann beliebig viele Begleitartikel haben. Jeder Begleitartikel muss einem Buch zugeordnet sein. Ein Buch kann mehrere Schlagworte haben. Die Schlagworte dürfen nicht frei wählbar sein, sondern müssen aus einer Auswahlliste kommen. Ein Buch kann nur von maximal einem Benutzer ausgeliehen sein. Ein Benutzer kann beliebig viele Bücher ausleihen.

7 5 Übungen zu Views Die Aufgaben beziehen sich auf das folgende Datenbankschema: Person pnr# geschlecht Film fnr# titel jahr regie kosten FilmStar pnr# fnr# gage Übung 5.1 Geben Sie ein mögliches Entity-Relationship Modell für dieses Datenbankschema an. Übung 5.2 Geben Sie SQL-DDL Statements zum Anlegen folgender Views an: a) Einen View BilligFilm mit Filmnr, Titel, Jahr, Regisseur, Kosten und Personnr der beteiligten Schauspieler aller Filme mit Kosten unter Euro. b) Einen View Regisseur mit Personnr, Name und Geschlecht der Personen, die bei mindestens einem Film Regisseur waren. c) Einen View SuperStar mit Personnr, Name, Geschlecht und maximaler Gage der Personen, die für mindestens einen Film mehr als Euro Gage bekommen haben. Übung 5.3 Welche der Views aus Übung 5.2 sind gemäß SQL2 änderbar? Wenn nicht: warum nicht? Gibt es für die laut SQL2 nicht änderbaren Views plausible Regeln, wie diese Views doch änderbar wären. Übung 5.4 Formulieren Sie die folgenden Abfragen mithilfe der in Übung 5.2 definierten Views, ohne die Basistabellen zu verwenden: a) Welche Superstars haben schon mal an einem Film mit Kosten unter Euro mitgewirkt? b) Welche Person hat schon mal eine Gage über 1 Mio Euro erhalten? c) Welche weiblichen Superstars waren auch als Regisseur tätig?