Klausur Datenbanken I und II Frühjahr 2003

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1 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz Gemeinschaft Fortbildungszentrum für Technik und Umwelt Direktor: Dr. Klaus Körting Name: Matrikelnummer: Datum: Bearbeiter/-in: Dipl.-Inform. Torsten E. Neck Telefon: / Telefax: / torsten.neck@ftu.fzk.de Klausur Datenbanken I und II Frühjahr 2003 Berufsakademie Staatliche Studienakademie Karlsruhe Fachrichtung Informationstechnik Kurs TIT01G2 Hinweise zur Durchführung der Klausur: Bitte tragen Sie zuerst Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer ein. Legen Sie Ihren Studentenausweis bereit, wir werden die Ausweise während der Klausur durchsehen. Die Bearbeitungszeit für die Klausur beträgt 90 Minuten. In der Klausur können Sie maximal 140 Punkte erreichen, für das Bestehen sind 70 Punkte hinreichend. Es sind keine Hilfsmittel (Bücher, Manuskripten, eigene Aufzeichnungen etc.) zugelassen. Die Verwendung von Mobilfunktelefonen während der Klausur ist untersagt, bitte sorgen Sie auch dafür, dass durch Ihr Mobiltelefon Ihre Kommilitonen nicht in Ihrer Konzentration gestört werden. Tragen Sie soweit möglich Ihre Lösung in den auf den Aufgabenblättern vorgesehenen freien Raum ein. Reicht der Platz für Ihre Ausführungen nicht aus, so verwenden Sie zunächst die Rückseiten der Aufgabenblätter und kennzeichnen Sie deutlich, zu welcher Aufgabe die Lösung gehört. Reicht dieser Platz im Falle noch nicht aus, können Sie von der Aufsicht weitere Blätter erhalten. Auf jedem zusätzlichen Lösungsblatt schreiben Sie bitte auf der Vorderseite in die obere, rechte Ecke Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer; nicht namentlich gekennzeichnete Lösungsblätter können nicht in die Bewertung eingehen! Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft Hermann-von-Helmholtz-Platz 1 D Eggenstein-Leopoldshafen Telefon / 82-0, Telefax / Postanschrift: Postfach 3640, D Karlsruhe Stadtadresse: Weberstraße 5, D Karlsruhe

2 Aufgabe 1: (4 Punkte) Grundbegriffe: Kreuzen Sie die richtigen Aussagen in nachfolgender Aufstellung an: Eine Miniwelt betrachtet nur die Aspekte der Sachverhalte und Gegenstände, die für die vorgesehene Verwendung von Bedeutung sind. Eine Miniwelt muss alle Aspekte der betrachteten Sachverhalte und Gegenstände wiedergeben. Datenhaltungssysteme müssen sich mit dem Inhalt/der Bedeutung der Daten auseinandersetzen. Datenhaltungssysteme dürfen sich mit dem Inhalt/der Bedeutung der Daten nicht befassen. Aufgabe 2: (10 Punkte) Zentrale Eigenschaften: Kreuzen Sie die richtigen Aussagen in nachfolgender Aufstellung an: Das Postulat der Kongruenz besagt, dass eine Datenbasis zu jedem Zeitpunkt ein Abbild einer gegebenen Miniwelt sein muss. Eine Datenbasis muss zu jedem Zeitpunkt den Konsistenzregeln für ein Modell einer gegebenen Miniwelt folgen. Kongruenz kann jederzeit durch Einsatz eines Datenhaltungssystems gesichert werden. Beobachtungs- und Eingabefehler des menschlichen Dienstnehmers eines Datenhaltungssystems verhindern die Durchsetzung des Postulats der Kongruenz. Die Forderung zur Sicherung von Kongruenz an ein Datenhaltungssystem ist strenger als die Forderung zur Sicherung der Konsistenz. Ein Datenhaltungssystem gewährleistet Konsistenz, wenn seine Dienstfunktionen stets einen konsistenten Zustand seiner Datenbasis wieder in einen konsistenten Zustand überführen. Ein Datenhaltungssystem gewährleistet Konsistenz, wenn seine Dienstfunktionen stets einen kongruenten Zustand seiner Datenbasis in einen konsistenten Zustand überführen. Eine Datenbasis ist kongruent, wenn sie konsistent ist. Eine Datenbasis ist konsistent, wenn sie kongruent ist. Das Postulat der Kongruenz ist technisch durchsetzbar. Aufgabe 3: (10 Punkte) Konsistenz Klassen von Konsistenzregeln. Kreuzen Sie die richtigen Aussagen an: Durch Strukturierungsregeln wird sichergestellt, dass nur vollständige Datensätze in die Datenbasis aufgenommen werden. Strukturierungsregeln sind stets von generischer Natur. Sortenregeln legen die möglichen Ausprägungen eines logischen Schemas fest. Domänenfestlegungen sind Teil der Strukturierungsregeln. Konsistenzbedingungen erfassen ausschließlich die Gesetzmäßigkeiten der Datenbasis, die nicht durch Sortenregeln gesichert werden können. Mit Konsistenzbedingungen können Gesetzmäßigkeiten der Datenbasis erfasst werden, die über die in Sortenregeln gesicherten Gesetzmäßigkeiten hinausgehen. Die Abbildung einer Gesetzmäßigkeit als Sortenregel sofern möglich ist der Abbildung als Konsistenzbedingung vorzuziehen. Alle Konsistenzbedingungen können auf Sortenregeln abgebildet werden. D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 2 von 9

3 Einhaltung von Konsistenzbedingungen kann im fehlerfreien Betrieb durch ein Datenhaltungssystem immer sichergestellt werden. Einhaltung von Sortenregeln kann im fehlerfreien Betrieb durch ein Datenhaltungssystem immer sichergestellt werden. Aufgabe 4: (7 Punkte) Relationenmodell: Kreuzen Sie die zutreffenden der nachstehenden Aussagen n: Ein relationales Schema ist im Allgemeinen dann von hoher Güte, wenn es ein Maximum an Gesetzmäßigkeiten der Miniwelt mittels Schemakonsistenz erfasst. Das relationale Modell bietet im Zusammenhang mit funktionalen und mehrwertigen Abhängigkeiten die Grundlage, Zusammenhänge der Diskurswelt formal zu beschreiben. Das Gegenstands-Beziehungs-Modell wird häufig als Grundlage von Datenbankimplementierungen verwendet, weil seine Operatoren ein einfaches Ein- und Ausfügen von Datensätzen zulassen. Das Gegenstands-Beziehungs-Modell ist ein Werkzeug für den logischen Entwurf einer Datenbasis. Das Relationenmodell ist ein Werkzeug für den semantischen Entwurf einer Datenbasis. Die Abbildung des konzeptuellen Schemas im ER-Modell auf das logische Schema im Relationenmodell erfolgt algorithmisch mittels einfacher Regeln. Ein semantisches Datenmodell zeichnet sich gegenüber einem logischen Datenmodell dadurch aus, dass ihm die Operatoren zum Einfügen und Löschen von Daten fehlen. Aufgabe 5: (30 Punkte) ER-Entwurf: Entwerfen Sie mit Hilfe des Gegenstands-Beziehungs-Modells eine Adressdatenbasis Ihres Kurses. Von Interesse sind Personen mit PersID, Familiennamen, Vornamen, Geburtstag und Geburtsort; Ausbildungsbetriebe mit FID, Firmennamen, Abteilungen, Ansprechpartner; Adressen mit AID, Strasse, Haus#, Land, PLZ, Ort, Adresstyp [FirmaStr, FirmaPF, SemesterStr, SemesterPF, PraxStr, PraxPF, HeimatStr, HeimatPF]; Telefonnummern mit TID, Landesvorwahl, Ortsnetz, Anschluss, Typ [FirmaFon, FirmaFax, FirmaGSM, PrivatFon, PrivatFax, PrivatGSM]; Mailadressen mit MID, Mailname, Domain, Sizelimit. Gehen Sie für die Bestimmung der Kardinalitätenpaare von folgenden Beziehungen aus: - Jede Person arbeitet in genau einem Ausbildungsbetrieb. - In einem Ausbildungsbetrieb können mehrere Personen arbeiten. - Ausbildungsbetriebe werden nur dann in die Datenbasis aufgenommen, wenn sie auch Personen aus der Datenbasis beschäftigen. - Jede Person wohnt unter wenigstens einer Adresse. - Jeder Ausbildungsbetrieb hat wenigstens eine Adresse. - Ausbildungsbetriebe haben weder Telefonnummern noch Mailadressen. - Personen können beliebig viele Mailadressen haben. - Personen können beliebig viele Telefonnummern haben. - Eine Mailadresse gehört immer nur einer Person. - Telefonnummern können mehreren Personen zugeordnet sein. D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 3 von 9

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5 Aufgabe 6: (5 Punkte) Analysieren Sie die fünf beschriebenen Beziehungen in Ihrem vorangegangenen Entwurf und kreuzen Sie entsprechend der von Ihnen gesetzten Kardinalitätenpaare den zutreffenden Beziehungstyp an: Beziehung: vom Typ 1:1 vom Typ 1:n/n:1 vom Typ m:n Person-hat- Person-hat-Telefon: Person-arbeitet-bei- Ausbildungsbetrieb: Person-wohnt-in- Adresse: Ausbildungsbetriebliegt-in-Adresse: Aufgabe 7: (10 Punkte) Setzen Sie den Entwurf ansatzweise in ein relationales Schema um, indem Sie die aufgeführten Relationen um Fremdschlüsselattribute ergänzen, wo es notwendig ist, bzw. die Beziehungsrelationen mit den entsprechenden Fremdschlüsselattributen versehen, wo Beziehungsrelationen notwendig sind. Personen (PersID, Familiennamen, Vornamen, Geburtstag und Geburtsort,,,,, ) Ausbildungsbetriebe (FID, Firmennamen, Abteilungen, Ansprechpartner,,,,, ) Adressen (AID, Strasse, Haus#, Land, PLZ, Ort, Adresstyp,,,,, ) Telefonnummern (TID, Landesvorwahl, Ortsnetz, Anschluss, Typ,,,,, ) Mailadressen (MID, Mailname, Domain, Sizelimit,,,,, ) Person-hat- (, ) wird nicht benötigt Person-hat-Telefon (, ) wird nicht benötigt D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 5 von 9

6 Person-arbeitet-bei-Ausbildungsbetrieb (, ) wird nicht benötigt Person-wohnt-in-Adresse (, ) wird nicht benötigt Ausbildungsbetrieb-liegt-in-Adresse (, ) wird nicht benötigt Aufgabe 8: (11 Punkte) Gegeben sei eine Buchhaltungsdatenbasis mit den folgenden Relationen (dargestellt im Tabellenmodell): Einnahmen: Vorgang# Einzahler Betrag Buchungstext 1 Reicher Onkel 1000 Geburtstagsgeld 2 Arme Tante 100 Geburtstagsgeld 3 Firma 2000 Gehalt Juni 4 Buchhandlung 50 Treueprämie 5 Kneipe 100 Säuferzuschuss 6 Firma 2000 Gehalt Juli 7 Firma 250 Urlaubsgeld 8 Vermieter 50 Hitzenachlass Juni Ausgaben: Vorgang# Empfaenger Betrag Buchungstext 1 Vermieter 800 Miete Juni 2 Kantine 150 Essen für alle 3 Buchhandlung 80 Lockemann Datenbanken 4 Kneipe 90 Bier 5 Buchhandlung 40 Lang Datenbanken 6 Buchhandlung 30 Dürr Datenbanken 7 Kneipe 150 Semesterabschluss 8 Kantine 90 Semesterabschluss 9 CD-Shop 150 Urlaubsmusik 10 Buchhandlung 80 Urlaubslektüre 11 Reisebüro 1000 Urlaub 12 PC-Shop 1900 Notebook 13 Vermieter 800 Miete Juli D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 6 von 9

7 (a) Geben Sie das SQL-Statement an, mit dem Sie die komplette Relation Einnahmen anzeigen können. (b) Setzen Sie den folgenden Ausdruck aus dem Relationenkalkül in SQL um: π ( Einnahmen). Betrag, Einzahler (c) Setzen Sie den folgenden Ausdruck aus dem Relationenkalkül in SQL um: Einnahmen ( ( )) π Vorgang Buchungstext σ. #, Betrag> 100 (d) Vergleichen Sie die beiden nachstehenden Ausdrücke aus dem Relationenkalkül: π ( ( Einnahmen) ) Vorgang Buchungstext σ und ( ( Einnahmen) ) #, Betrag> 100 σ Betrag π Vorgang. Sind sie > 100 #, Buchungstext equivalent? JA NEIN. Aufgabe 9: (39 Punkte) Gegeben sei wiederum die Buchhaltungsdatenbasis aus Aufgabe 8. Geben Sie für die nachstehenden Fragen entsprechende SQL-Statements an: (a) Wieviele Zahlungen gingen an die Kneipe? (b) Welche Zahlungsempfänger gibt es? (c) Welcher Betrag wurde insgesamt an die Buchhandlung bezahlt? (d) Welcher Betrag wurde insgesamt für den Urlaub ausgegeben? (e) Welcher Betrag wurde insgesamt für Datenbanken-Bücher ausgegeben? (f) Welches sind die beiden Haupteinnahmequellen? (Setzen Sie einen Vergleichswert aufgrund der konkreten Datenbasisausprägung!) (g) Für welchen Vorgang wurde die höchste Zahlung geleistet? (h) Die nachstehende SELECT-Anweisung soll den aktuellen Saldo von Einnahmen und Ausgaben berechnen: SELECT SUM(E.Betrag)-SUM(A.Betrag) FROM Einnahmen E, Ausgaben A; Ist der hiermit berechnete Wert korrekt zu gering zu hoch? D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 7 von 9

8 D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 8 von 9

9 Aufgabe 10: Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Bearbeitung der Aufgaben. (3 Punkte) (Erreichbare Summe: 140 Punkte) D:\DATEN-TN\Eigene_Dateien_neck3\Klausur-BA-Datenbanken doc Seite 9 von 9