Einführung in Datenbanken Sommersemester 2009

Transkript

1 Eiführug i Datebake Sommersemester 2009 Kozeptuelle Modellierug (8 Pukte) Die folgede Beschreibug skizziert die Aforderuge a ei System zur Verwaltug vo Fluggesellschafte, dere Mitarbeiter sowie dere Flugzeug- Flotte. Eie Fluggesellschaft ist eideutig durch ihr Kürzel idetifiziert. Ferer besitzt Sie eie. Fluggesellschafte köe mit adere Fluggesellschafte alliiert sei (vergl. z.b. die StarAlliace vo Lufthasa, Swiss Air... ). Eie Fluggesellschaft ka mehrere solcher Parter habe ud selbst Parter verschiedeer Gesellschafte sei. Eie Fluggesellschaft besitzt Flugzeuge. Ei Flugzeug ka icht gleichzeitig mehrere Fluggesellschafte gehöre. Das Datum, seit dem ei Flugzeug i Besitz eier Gesellschaft ist, ist vo Bedeutug. Ei Flugzeug wird eideutig durch seie Keug idetifiziert. Ferer sid wir am Alter des Flugzeuges iteressiert. Nebe dem aktuelle Besitzer solle alle Vorbesitzer (Fluggesellschafte) eies Flugzeuges gespeichert werde. Ferer soll zugreifbar sei, wie lage sich das Flugzeug im Besitz eier Fluggesellschaft befude hat ud welche Flugmeileleistug es bei der Gesellschaft erbracht hat. Ei Flugzeug ist vo eiem bestimmte Typ. Dieser Typ ist (eideutig) beschriebe durch de Hersteller (z.b. Airbus) ud die Modell-Bezeichug (z.b. A380). Ma ka zwische Frachtflugzeug-Type ud Passagierflugzeug-Type (ud keie adere) uterscheide. Für Frachtflugzeug-Type wolle wir die Ladekapazität speicher, für Passagierflugzeug- Type sid wir a der Azahl der Sitzplätze iteressiert. Eie Fluggesellschaft beschäftigt Mitarbeiter. Ei Mitarbeiter besitzt eie, möglicherweise mehrere Telefoummer, eie Adresse (die wiederum aus Straße, PLZ ud Ort besteht) ud eie Persoal-Nummer, die ih ierhalb seier Firma eideutig idetifiziert. Für verschiedee Mitarbeitergruppe wolle wir Zusatziformatioe ablege: Für Leitede Agestellte muss die Höhe der Gewibeteiligug erfasst werde. Ferer solle die Mitarbeiter, für die der Agestellte veratwortlich ist, zugreifbar sei. Ei Mitarbeiter hat höchstes eie Leitede Agestellte als Vorgesetzte. Ei Pilot besitzt Lizeze für (möglicherweise mehrere) Flugzeug-Type. Die Körpergröße vo FlugbegleiterIe ist für die Eisatzplaug relevat. Darüber hiaus arbeite atürlich weitere Mitarbeitergruppe (wie z.b. Sekretärie, etc.) bei eier Fluggesellschaft. Für diese wolle wir jedoch keie zusätzliche Iformatioe erfasse. Die Fuktio des Leitede Agestellte ist bei Fluggesellschafte icht der Verwaltug vorbehalte: Es ist somit möglich, dass auch ei Pilot diese Stellug erreicht.

2 a) Etwickel Sie ei ER-Diagramm, das das obige Szeario modelliert. Verwede Sie die :- Notatio für Kardialitäts-Restriktioe (6 Pukte) b) Fluggesellschafte bediee mit bestimmte Flugzeug-Type Flugstrecke. Betrachte Sie das folgede Szeario: Eie Flugstrecke wird vo verschiedee Gesellschafte (möglicherweise mit dem gleiche Flugzeugtyp) bediet. Eie Fluggesellschaft bediet eie Flugstrecke immer mit dem gleiche Flugzeugtyp. Eie Fluggesellschaft bediet mehrere Flugstrecke. Möglicherweise werde auf verschiedee Strecke eier Fluggesellschaft die gleiche Flugzeugtype eigesetzt. Erstelle Sie ei ER-Diagramm für diese teräre Beziehug. Gebe Sie Kardialitätsrestriktioe i (mi, max)- ud :-Notatio a. Welche Notatio ist i diesem Szeario ausdrucksstärker ud warum? (2 Pukte) 2 Relatioale Datebake (7 Pukte) tel MID Musiker m_hat aufgeomme Kotakt säger vo mitglied i m GID Musik Gruppe g_hat aufgeomme Grüdugsjh jahr Solo CD Gruppe CD isa t Erscheiugsjahr Plz Ort Straße Adresse Titel CD produziert ASIN Verlag a) Bilde Sie dieses Diagramm auf ei relatioales Datebakschema ab. Verwede Sie die formale Notatio, wie sie i Vorlesug ud Übug vorgestellt wurde eischließlich itra- ud iterrelatioaler Abhägigkeite. (5 Pukte)

3 b) Drücke Sie das folgede Iformatiosbedürfis im Tupelkalkül aus: Gesucht sid die Säger, die eie Solo-CD veröffetlicht habe, die vo eiem Aacheer Verlag produziert wird. (3 Pukte) c) Drücke Sie das folgede Iformatiosbedürfis durch eie passede Ausdruck i Relatioaler Algebra aus: Gesucht sid die aller Musik-Gruppe, die eie CD beim Verlag "Rockstar Records" produziere lasse ud ausschließlich aus Küstler bestehe, die keie Solo-CD aufgeomme habe. (3 Pukte) d) Formuliere Sie die folgede Afrage i SQL:.) Gesucht sid die Titel vo Solo-CDs, sowie ud Ort des Verlags, der die CDs produziert, absteiged sortiert ach Erscheiugsjahr. Es solle ur CDs des Sägers "Keith Caputo" ausgegebe werde. (3 Pukte) 2.) Gesucht sid die vo Verlage ud Musik-Gruppe zusamme mit der Azahl der CDs dieser Gruppe, die vor 2006 produziert wurde. Berücksichtige Sie ur Bads, dere Säger keie Solo-CD veröffetlicht hat. (3 Pukte) 3 Fuktioale Abhägigkeite ud Normalforme (7 Pukte) Betrachte Sie das folgede Relatioeschema: R = (U, F ) = ({A, B, C, D, E, G, H, I}, {CD EG, BC A, H BC, HI D, D H}) a) Idetifiziere Sie alle Schlüsselkadidate vo R, zeige Sie, dass es sich um Schlüsselkadidate hadelt ud beweise Sie, dass es keie adere Schlüsselkadidate gibt. (3 Pukte) b) I welcher Normalform ist R? Warum? ( Pukt) c) Wede Sie de Dekompositios-Algorithmus zur Herleitug eies Schemas i BCNF a. (3 Pukte) 4 Basis (3 Pukte) Gegebe sei die folgede Mege vo fuktioale Abhägigkeite für die Uiversalrelatio U = {A, B, C, D, E, G}: F = {A DG, B E, C B, AC DE, G ABE} Bereche Sie BASIS(F ), d.h. führe Sie de erste Schritt des Sythese- Algorithmus durch. 5 Etscheidugsfrage (4 Pukte) Etscheide Sie für jede der folgede Aussage, ob sie wahr oder falsch ist. Eie Begrüdug Ihrer Etscheidug brauche Sie icht azugebe. Es gilt folgedes Bewertugsschema: Für jede Aussage: korrekte Atwort: 0,5 Pkt., falsche Atwort: -0,5 Pkt., keie Atwort: 0 Pkt. Sie köe i dieser gesamte Aufgabe icht weiger als 0 Pukte erreiche. a) Bei biäre Relatioship-Type ist die (mi, max)-notatio für Kardialitätsrestriktioe präziser ud damit ausdrucksstärker als die :- Notatio. b) Bei der Awedug des i der Vorlesug vorgestellte Dekompositiosalgorithmus gehe stets fuktioale Abhägigkeite verlore.

4 c) Die vertikale Fragmetierug beim Etwurf verteilter Datebake etspricht eier Projektio. d) Ei serialisierbarer Schedule heißt auch seriell. e) Strikte Schedules vermeide Dirty-Read-Situatioe. f) Zwei Dateoperatioe i eiem Schedule stehe i Koflikt we sie zu verschiedee Trasaktioe gehöre ud auf dem selbe Objekt arbeite. g) Im Falle eies Systemfehlers führt der Recovery Maager ei REDO für alle Trasaktioe durch, die zum Zeitpukt des Fehlers och aktiv ware. h) Ei valides XML Dokumet ist immer eiem DTD oder eiem XML Schema zugeordet. 6 Serialisierbarkeit ud Nebeläufigkeit (4 Pukte) Betrachte Sie die folgede Schedules: s = r (x)r 2 (y)w (y)w 3 (x)c 3 r (z)w (x)c r 2 (x)w 2 (x)c 2 s 2 = r (x)w 3 (x)r 2 (y)w (y)r (z)w (x)c c 3 r 2 (x)w 2 (x)c 2 a) Zeige oder widerlege Sie, dass diese beide Schedules kofliktäquivalet sid. ( Pukt) b) Sid die Schedules kofliktserialisierbar? Begrüde Sie Ihre Atwort. ( Pukt) c) Etscheide Sie für die gegebee Schedules, i welcher der Klasse RC, ACA oder ST sie sich befide. Begrüde Sie ihre Etscheidug. (2 Pukte) 7 XPath ud XQuery (7 Pukte) Betrachte Sie das folgede XML-Dokumet als ei Beispiel eies (wahrscheilich größere) XML- Dokumetes gleicher Struktur, das als eie Art Publikatiosdatebak fugiert ud Iformatioe über wisseschaftliche Veröffetlichuge bereitstellt. <pubdb> <papier jahr="2007"> <koferez>vldb</koferez> <titel>model Maagemet ad Schema Mappigs</titel> <authore> <perso persoid="4" ame="phil Berstei"> < >berstei@microsoft.com</ > <perso persoid="9" ame="howard Ho"> < >ho@ibm.com</ > </authore> <papier jahr="2000"> <koferez>sigmod</koferez> <titel>a Visio for Maagemet of Complex Models</titel> <authore>

5 <perso persoid="4" ame="phil Berstei> <perso persoid="2" ame="alo Halevy"> <perso persoid="3" ame="rachel Pottiger"> </authore>... </pubdb> a) Adressiere Sie durch Agabe etsprecheder XPath-Ausdrücke die wie folgt beschriebee XML-Kote.) Alle Titel vo Publikatioe die im Jahr 2000 veröffetlicht wurde. (2 Pukte) 2.) Alle Publikatioe a dee "Alo Halevy" als Author beteiligt ist. (2 Pukte) b) Formuliere Sie eie XML-Query-Afrage (XQuery), die alle Veröffetlichuge auf Kofereze aus dem Jahr 2007 mit ihrem Titel, dem Erstauthor sowie Koferez ud Jahr aufführt. Der Erstauthor ist der erste i der Liste aller Authore eies Papiers. Verwede Sie das folgede Ausgabeformat: (3 Pukte) <publikatioe> <papier koferez="vldb" jahr="2007"> <titel wert="model Maagemet ad Schema Mappigs" /> <erstauthor>phil Berstei</erstauthor>... </publikatioe>