Übung Datenbanksysteme I Relationale Algebra

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1 Folien basierend auf Thorsten Papenbrock Übung Datenbanksysteme I G , Campus III Hasso Plattner Institut

2 Organisatorisches Stand Postgresql Installation? Submit-System Probleme? Jeder hat die Korrektur erhalten? Alle haben Mails der Mailingliste erhalten? Raumwechsel ab nächstem Mal! Gebäude F Raumnummer wird rumgeschickt Fragen zur Abgabe/Lösung? Chart 2

3 Übersicht Unäre Operatoren Binäre Operatoren Operator Beschreibung Operator Beschreibung π (pi) Projektion Schnittmenge σ (sigma) Selektion Vereinigung δ (delta) Duplikateliminierung Differenz (auch \ ) ρ (rho) Umbenennung Kreuzprodukt τ (tau) Sortierung Natürlicher Join γ (gamma) Gruppierung θ Theta-Join Left outer Join Right outer Join Auswendig Lernen! Full outer Join Semijoin Chart 3

4 Aufgabe: Joinvarainten zuordnen Semijoin R S A B B C A B a 4 b Full outer A B C A B C A B C 1 2 a 1 2 a 1 2 a 2 2 a 3 3 null Outer left 2 2 a null 4 b Outer right 2 2 a null 4 b 3 3 null Chart 4

5 Aufgabe: Kardinalitäten bestimmen Gegeben: Relation R mit m Tupeln Relation S mit n Tupeln Gesucht: Die minimale und maximale Anzahl von Tupeln in folgenden Ausdrücken: Ausdruck minimal maximal R S R S σ C (R) S π L (R) S Chart 5

6 Lösung: Kardinalitäten bestimmen Gegeben: Relation R mit m Tupeln Relation S mit n Tupeln Gesucht: Die minimale und maximale Anzahl von Tupeln in folgenden Ausdrücken: Ausdruck minimal maximal R S R S σ C (R) S π L (R) S max(m,n) Bei Multimengensemantik: m+n m + n m n m n Bei Multimengensemantik: max(0,m-n) m Chart 6

7 Übersicht: Relationale Übungsschemata Modellnummer Prozessorgeschwindigkeit [MHz] Festplattengröße [GB] Geschwindigkeit und Typ des Laufwerks Bildschirmauflösung Typ (laser, ink-jet, bubble) Preis [Euro] Chart 7

8 Aufgabe: Anfrage: Welche PC-Modelle haben eine Geschwindigkeit von mindestens 1000 MHz? Chart 8

9 Lösung: Anfrage: Welche PC-Modelle haben eine Geschwindigkeit von mindestens 1000 MHz? π model (σ speed 1000 (PC)) Chart 9

10 Aufgabe: Anfrage: Welche Hersteller bauen Laptops mit einer Harddisk von mindestens 10 GB Größe? Chart 10

11 Lösung: Product(maker, model, type) Beispieltupel: ( Lenovo, 1005, pc ) Anfrage: Welche Hersteller bauen Laptops mit einer Harddisk von mindestens 10 GB Größe? π maker (σ hd 10 (Product Laptop)) Chart 11

12 Lösung: Product(maker, model, type) Beispieltupel: ( Lenovo, 1005, pc ) Bei Multimengensemantik Wichtig! Anfrage: Welche Hersteller bauen Laptops mit einer Harddisk von mindestens 10 GB Größe? δ(π maker (σ hd 10 (Product Laptop))) Chart 12

13 Aufgabe: Farbe Beispieltupel: ( Lenovo,[true, 1005, 2009 ) false] Anfrage: Finde die Modellnummern aller Farblaserdrucker. Typ [laser, ink-jet, bubble] Chart 13

14 Lösung: Farbe Beispieltupel: ( Lenovo,[true, 1005, 2009 ) false] Anfrage: Finde die Modellnummern aller Farblaserdrucker. Typ [laser, ink-jet, bubble] π model (σ color=true type= laser (Printer)) Chart 14

15 Aufgabe: Anfrage: Finde die Modellnummer und den Preis aller Produkte (jeden Typs), die von Hersteller Apple gebaut werden. Chart 15

16 Lösung: Warum? Anfrage: Finde die Modellnummer und den Preis aller Produkte (jeden Typs), die von Hersteller Apple gebaut werden. π model,price (σ maker= Apple (Product ( π model,price (PC) π model,price (Laptop) π model,price (Printer)))) Chart 16

17 Aufgabe: Anfrage: Finde alle Hersteller, die Laptops, aber keine PCs herstellen. Chart 17

18 Lösung: Anfrage: Finde alle Hersteller, die Laptops, aber keine PCs herstellen. π maker (Product Laptop) π maker (Product PC) Chart 18

19 Lösung: Multimengensemantik: Bei Multimengensemantik brauchen wir die Dublikateliminierung! (ein existierender PC reicht aus) Anfrage: Finde alle Hersteller, die Laptops, aber keine PCs herstellen. δ(π maker (Product Laptop)) δ(π maker (Product PC)) Chart 19

20 Lösung: Was ist die Semantik dieser Anfrage Bei Multimengensemantik? Anfrage: Finde alle Hersteller, die mehr Laptopmodelle als PC-Modelle herstellen. δ(π maker (Product Laptop) π maker (Product PC)) Chart 20

21 Aufgabe: Anfrage: Finde alle Harddisk-Größen, die in mehr als zwei PCs vorkommen. Chart 21

22 Lösung: Anfrage: Finde alle Harddisk-Größen, die in mehr als zwei PCs vorkommen. π hd (σ Anzahl>2 (γ hd,count(model) Anzahl (PC))) Chart 22

23 Aufgabe: Anfrage: Finde alle Paare von PCs mit gleicher Festplatten- und Hauptspeichergröße. Vermeide dabei doppelte Paare. Chart 23

24 Lösung: Anfrage: Finde alle Paare von PCs mit gleicher Festplatten- und Hauptspeichergröße. Vermeide dabei doppelte Paare. (ρ PC1 (PC)) PC1.HD=PC2.HD PC1.RAM=PC2.RAM PC1.model<PC2.model (ρ PC2 (PC)) Chart 24

25 Aufgabe: Deutsch π D.a (σ A.b=B.b A.a=C.g B.a=D.g C.a=D.a ( ρ A(a,b,c,d,e,f) (Laptop) ρ B(a,b,c,d,e,f) (PC) ρ C(a,g,h) (Product) ρ D(a,g,h) (Product))) Chart 25

26 Lösung: Deutsch model model π D.a (σ A.b=B.b A.a=C.g B.a=D.g C.a=D.a ( ρ A(a,b,c,d,e,f) (Laptop) ρ B(a,b,c,d,e,f) (PC) ρ C(a,g,h) (Product) ρ D(a,g,h) (Product))) π D.a (σ A.b=B.b C.a=D.a ( maker (ρ A(a,b,c,d,e,f) (Laptop) A.a=C.g ρ C(a,g,h) (Product)) (ρ B(a,b,c,d,e,f) (PC) B.a=D.g ρ D(a,g,h) (Product)))) speed π D.a (σ A.b=B.b ( (ρ A(a,b,c,d,e,f) (Laptop) ρ C(a,g,h) (Product)) C.a=D.a maker (ρ B(a,b,c,d,e,f) (PC) ρ D(a,g,h) (Product)))) Finde alle Hersteller, die mindestens einen Laptop und einen PC anbieten, deren Prozessoren dieselbe Taktfrequenz haben. Chart 26

27 Übung Datenbanksysteme I G , Campus III Hasso Plattner Institut